WO2006054797A1 - 正帯電性現像剤 - Google Patents

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WO2006054797A1
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Katsuhisa Yamazaki
Daisuke Yoshiba
Masami Fujimoto
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Canon Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus for visualizing a developer and an electrostatic charge image used in electrophotography and toner jet.
  • an image forming method many methods such as an electrostatic recording method, a magnetic recording method, and a toner jet method are known.
  • electrophotographic methods are described in US Patent No. 2 '2 9' 7 6 9 1, Japanese Patent Publication No. 4 2-0 2 3 9 1 0 and Japanese Patent Publication No. 4 3-2 4 7 4 8.
  • Many methods are known, but in general, a photoning material is used to form an electrical latent image on a photoconductor by various means, and then the latent image is converted into a toner. Development is performed to make a visible image, and after transferring the toner to a transfer material such as paper as necessary, the toner image is fixed on the transfer material by heat or pressure to obtain a copy. The toner remaining on the photosensitive member without being transferred is cleaned by various methods, and the above-described steps are repeated.
  • JP-B-6-093136 and JP-B-6-093137 propose to maintain high image quality while suppressing overcharging of the toner by adding a charge relaxation agent to the magnetic toner with a specified particle size distribution. Has been made.
  • JP-A-8-137125 inorganic fine particles are fixed on the surface of toner toner mother particles, so that the zeta potential difference between the toner mother particle surface and the toner surface is more than a certain level, and the variation in charge on the toner surface is improved and uniform. Proposals have been made to obtain a positive charge.
  • a toner having a good charge 14 can be obtained by controlling the coverage of specific inorganic fine particles on the toner surface and the liberation rate from the toner surface. Proposals have been made that can be obtained.
  • No. 1 proposes that by adding fine powder of acid magnesium to the toner to improve the fluidity, the charging property is good and the environmental dependency is reduced. 'All of these proposals are effective from the viewpoint of improving the chargeability. • However, there is a need for high-speed, high-definition and high-quality images that are required in recent years. There is still room for improvement in applications where high-reliability and stable image quality is required even for methods that tend to occur. DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a developer that solves the above problems, and an image forming method using the developer.
  • An object of the present invention is to provide a “developer capable of obtaining stable image quality and an image forming method using this developer” without causing image defects even for long-term use.
  • the present invention is a positively chargeable developer having at least positively chargeable toner particles containing at least a binder resin and magnetic iron oxide, and
  • the uniaxial collapse stress (U 5 kPa ) at the maximum compaction stress of 5.0 k Pa is 0.1 k P a ⁇ U 5 kPa ⁇ 2.5 k Pa
  • the developer of the present invention is preferably one obtained by externally adding an inorganic fine powder to the positively chargeable toner particles.
  • the inorganic fine powder is preferably a fine powder of at least one acid selected from zinc oxide, alumina, and magnesium oxide.
  • the inorganic fine powder is a magnesium oxide fine powder
  • the magnesium oxide fine powder force CuKa characteristic 42.9 of the Bragg angle (2 0 ⁇ 0.2 deg) in X-ray diffraction is 42.9.
  • the volume average particle diameter (A) of the magnesium oxide fine powder is 0.1 ⁇ m ⁇ A ⁇ 2.0 ⁇ 5
  • the volume distribution cumulative value of 1/2 or less of the volume average particle diameter is 10% by volume or less
  • the volume average particle diameter is 2 or more times the diameter of the volume average particle diameter.
  • a particle size distribution with a cumulative volume distribution of 10% by volume or less is preferable.
  • the isoelectric magnesium fine powder preferably has an isoelectric point of 8 to 14.
  • the specific surface area of the magnesium oxide fine powder is preferably 1.0 to 15. Om 2 / g.
  • the MgO content in the magnesium oxide fine powder is preferably 98.00% or more.
  • the difference between the zeta potential of the positively charged toner particles at pH of the dispersion in which positively charged toner particles are dispersed in water and the zeta potential of the inorganic fine powder at the same pH is obtained. 4 OmV or less is preferred 9
  • the developer contains silica fine powder in addition to the inorganic fine powder.
  • the methanol concentration (D) when the transmittance is 30%.
  • the developer of the present invention has an acid value (D av ) strength of the developer.
  • the half-value width Y with respect to the peak particle size X satisfies the following formula in the number-based particle size distribution measured with a Coulter counter in 256 channels.
  • the developer of the present invention has a main peak in a molecular weight region of 3000 to 30000 in the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of THF-soluble matter in the developer.
  • the peak area of 10,000 or less is preferably 70% by mass or more with respect to the total peak area.
  • the developer of the present invention has a THF-insoluble content of the binder resin component when extracted for 16 hours by Soxhlet extraction with tetrahydrofuran (THF).
  • the binder resin preferably has at least a styrene copolymer resin.
  • the developer of the present invention preferably has a charge control agent, and the charge control agent is preferably at least one of a triphenylmethane compound and a quaternary ammonium salt.
  • the magnetic iron oxide preferably has an octahedral shape and a Z or binuclear shape.
  • the content of magnetic iron oxide particles (E) force binder resin is 1.00 part by mass, 20 parts by mass ⁇ E ⁇ 200 parts by mass !
  • the present invention has at least a developing step of developing a latent electrostatic image formed on the latent image holding member with a developer layer formed on the developer carrying member to form a developer image.
  • An image forming method comprising:
  • the torque (T) applied to the developer carrying member with the developer layer formed is 0.1 N ⁇ m ⁇ T ⁇ 5 ON ⁇ m
  • the developer is a positively chargeable developer having at least positively chargeable toner particles containing at least a binder resin and magnetic iron oxide, and a uniaxial collapse stress at a maximum consolidation stress of 5 kPa ( U 5kPa )
  • the uniaxial landslide stress (U 20k Pa) at the maximum consolidation stress 20 kPa of the developer is ...
  • the latent image carrier includes a conductive substrate, a photoconductive layer containing at least amorphous on the conductive substrate, amorphous silicon and / or on the photoconductive layer.
  • a surface protective layer containing amorphous carbon and / or amorphous silicon nitride.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of an image forming apparatus suitable for forming an image using the developer of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus suitable for forming an image using the developer of the present invention.
  • Figure 3 shows the relationship between maximum consolidation stress and uniaxial collapse stress.
  • Figure 4 shows an example of the particle size distribution of 256 6 channels obtained with Coulter Multisizer IIE (made of Coulter Earth).
  • FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the fixing device.
  • ⁇ BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors have made studies on the constituent materials used in the developer, and controlled the powder characteristics of the positively charged developer under the compacted state for a long time. It has been found that a stable image quality can be obtained without deterioration of the developer even in a wide range of uses.
  • the inventors have controlled the relationship between the positively chargeable toner particles containing at least a binder resin and magnetic iron oxide, silica, and inorganic fine powder as the powder characteristics of the positively charged developer under the compacted state. It was found that it can be controlled more easily. According to the study by the present inventors, it was found that the powder characteristics of the developer layer under the compacted state are closely related to the image forming process in the electrophotographic process. In particular, it was found to be an indispensable physical property for obtaining a highly reliable and stable image quality when applied to a system in which toner deterioration is likely to occur due to high-speed printing. The relationship between the powder properties of the developer layer under the compacted state in the image forming process and the image forming process will be described below.
  • the substantially right-half circumferential surface of the developer carrier 10 2 is always in contact with the image agent reservoir in the developer container 10 6, and the developer near the developer carrier surface is the developer. It is attached and held on the surface of the support by the magnetic force of the magnetic generation means 10 3 in the developer support and the wrinkle or electrostatic force.
  • the developer carrier 1 0 2 is driven to rotate, the developer layer on the surface of the developer carrier 1 passes through the position of the developer restricting member 1 0 4, and is a thin layer of each thickness ⁇ 1 As stratified.
  • the developer regulating member 10 4 as the developer layer thickness regulating member made of a ferromagnetic metal is It is suspended from the surface of the holder 10 2 so as to oppose the developer holder 1 0 2 with a gap width of about 200 to 300 / m.
  • a magnetic force line from the magnetic pole N 1 of the magnetism generating means 10 3 is concentrated on the developer regulating member 10 4, whereby a thin layer of developer (developer layer) is formed on the developer carrier 1 0 2.
  • the layered developer layer T 1 is thinner than the minimum gap between the developer carrier 10 0 2 and the latent image holder (eg, photosensitive drum) 1 0 1 in the development area A.
  • the present invention is particularly effective for a developing device that develops an electrostatic latent image with such a developer layer T 1, that is, a non-contact developing device. Further, the developer is charged mainly by frictional contact between the surface of the developer carrying member accompanying the rotation of the developer carrying member 102 and the developing agent reservoir in the vicinity thereof. Next, the developer thin layer surface on the developer carrier 10 0 2 is rotated toward the latent image carrier 10 1 with the rotation of the developer carrier, and the latent image carrier 1 0 1 and the developer are rotated. Passes through the development area A which is the closest part of the carrier 1 0 2.
  • the developer in the developer carrier layer on the surface of the developer carrier 102 is caused by an electric field generated by a direct current and an alternating voltage applied between the latent image carrier 10 1 and the developer carrier 1 0 2. It flies and reciprocates between the surface of the latent image holding member 1001 in the development area A and the surface of the developer carrying member 102 (gap ⁇ ). Eventually, the developer on the developer carrier 1 and 2 side is selectively transferred and attached to the surface of the latent image holding body 1 0 1 according to the potential pattern of the latent image, and the developer image ⁇ 2 is sequentially formed. Formed.
  • the surface of the developer carrying member where the developer is selectively consumed after passing through the development area ⁇ is re-rotated to the developer reservoir in the developer container 10 6 to receive the developer again.
  • the developer thin layer T 1 side of the developer carrier 10 2 is transferred to A, and the image forming process is repeated.
  • the developed developer image is transferred to the transfer material through the intermediate transfer body without or without being transferred, and then fixed in the fixing step. .
  • a ferromagnetic metal suspended so as to face the developer carrier 10 2 is used as the restricting member 10 4.
  • the restricting member 10 4 is an elastic body.
  • the substantially right half circumferential surface of the developer carrying member 102, that is, the developer reservoir in the developer container 10 6 is a stirring member for circulating the developer in the developer container 10 6. By being constantly agitated by 1 0 5, it is in a state where it continues to receive some shear.
  • the magnetic lines of force from the magnetic pole N1 are concentrated on the regulating member 104, so that the developer is concentrated.
  • the developer receives a very large share.
  • the direction to aim at high-speed printing and high image quality is to increase the rotation speed of the developer carrier 10 2 and to narrow the gap width between the regulating member 10 4 and the surface of the developer carrier 10 2. As a result, the share of the developer will further increase.
  • the developer always receives a large share in the developer container.
  • the developer is likely to deteriorate due to embedding of external additives due to an increase in the share of the developer container.
  • the density tends to decrease in the second half of the endurance due to a decrease in the charge amount of the developer.
  • the spikes of the developer formed on the developer carrier become uneven due to the shear when passing through the regulating member. Therefore, the image quality is likely to deteriorate, and the capri is also likely to deteriorate.
  • the density tends to decrease in the second half of the endurance.
  • the developer of the present invention has a maximum compaction stress of the developer of 5.
  • the uniaxial collapse stress at 0 k Pa is 2.5 to 5.5 k Pa. .
  • the uniaxial collapse stress (U) is easily loosened by stirring in the developer container during the image formation process described above, and the developer passes through the restricting portion while receiving a share by the restricting member, and is applied to the developer carrier. It relates to the situation of the spike when the developer spike is formed.
  • the maximum consolidation stress (X) in the present invention represents the stress applied to the developer that is tightly packed by the shear received in the developer container.
  • the present invention is characterized by the relationship below the maximum compaction stress of 20.0 kPa.
  • the force maximum consolidation stress of 20.0 kPa is close to the upper limit at which the powder can exist in the powder. If the above stress is applied, the developer is likely to be completely packed. Therefore, in order to discuss the powder characteristics of the developer, it is preferable to discuss the maximum compaction stress below 20. 0 kPa.
  • the developer receives a share in the developer unit.
  • the share can be received, and the deterioration of the developer is suppressed. Therefore, even when the printing speed is increased, a stable image density can be obtained without causing the deterioration of the developer.
  • the compacted developer layer passes through the regulating member and forms magnetic spikes, the developer that has received the share passes through the regulating member while being loosened appropriately. The standing can be formed stably.
  • the uniaxial collapse stress when the maximum compaction stress of the developer is 5.0 kPa is larger than 2.5 kPa, or when the maximum compaction stress of the developer is 20.0 kPa.
  • a developer having a uniaxial collapse stress of more than 5.5 kPa indicates that the developer is not easily loosened in a compacted state, that is, a developer having a large interparticle cohesive force.
  • the uniaxial collapse stress at the maximum compaction stress of 5.0 kPa of the developer is 0.1 to 2.5 kPa and the maximum compaction stress of the developer is 2.0 Kpa.
  • a developer having a uniaxial collapse stress of less than 2.5 kPa indicates that the cohesive force between particles is very small.
  • the friction force between the surface of the developer carrier and the developer becomes too small, so that the amount of charge generated by friction is sufficient. I can't get it. Accordingly, developability is deteriorated and image quality is further deteriorated.
  • the interparticle cohesiveness is too low, and when the rotation speed of the developer carrier is increased for the purpose of high-speed printing, the ejection of the developer from the inside of the developing device is remarkable. To be seen.
  • the developer becomes bulky,
  • the filling amount in the developer container decreases, and the number of printable sheets per capacity of the developer container decreases. This is not preferable from the viewpoint of miniaturization of the developing device.
  • the developer does not deteriorate even during long-term use, and it is highly durable and highly reliable. Therefore, it is possible to provide a developer that satisfies high image quality.
  • the uniaxial collapse stress at the maximum consolidation stress of 5.0 k Pa of the developer is controlled to 0.1 kPa to l.5 kPa, and the maximum consolidation stress of 20. It is important to control the uniaxial collapse stress at a to 2.5 kPa to 5.5 kPa.
  • the control means is not particularly limited, but for example, the maximum consolidation stress and the uniaxial collapse stress can be controlled as follows.
  • the zeta potential of the positively charged toner particles at pH of the dispersion having positively charged toner particles dispersed therein represents the surface charge density of the toner particle powder at that pH.
  • the uniaxial collapse stress at the maximum compaction stress of 5.0 kPa which is a feature of the present invention, is 0.1 to 2.5 kPa, and the maximum compaction stress of the developer is 2.0. It becomes easy to control the uniaxial collapse stress at 0 k Pa to 2.5 to 5.5 k Pa.
  • the developer pattern more than necessary for the potential pattern of the latent image may fly in the development area A due to the uneven spikes on the developer carrier formed as described above. Causes degradation of image quality.
  • the developer consumption is also reduced by flying more developer than necessary to the latent image potential pattern. .
  • the measurement method of the zeta potential measured by the present invention is shown below.
  • the zeta potential of toner particles and inorganic fine powder is measured by an ultrasonic zeta potential measuring device. Measurement was performed using DT-1200 (manufactured by Dispersion Technology). Using pure water as a dispersion, a 0.5 V o 1% aqueous solution of toner particles or inorganic fine powder was prepared. If necessary, add 0.4% by mass of a nonionic dispersant that does not affect the zeta potential to the particle concentration. Thereafter, the mixture was dispersed for 3 minutes with an ultrasonic disperser and then stirred for 10 minutes while defoaming to obtain a dispersion of toner particles or inorganic fine powder.
  • the toner dispersion was used to measure the zeta potential.
  • the pH of the dispersion was measured.
  • the inorganic fine powder dispersion was titrated with 1 mol Z liter / HC 1 aqueous solution or 1 mol Z liter / KOH aqueous solution. Then, add 1 mol / liter HC 1 aqueous solution or 1 mol / liter KOH aqueous solution necessary to adjust the pH value of the toner particle dispersion to the inorganic fine powder dispersion, and After adjusting to the same pH value, the zeta potential was measured using the above apparatus.
  • the inorganic fine powder at least one oxide selected from zinc oxide, alumina, and magnesium oxide is used.
  • magnesium oxide fine powder is more preferable, and in order to efficiently exhibit the cohesive force relaxation effect of the present invention, magnesium oxide crystals with few foreign metal contamination and crystal lattice defects, ie, pure magnesium oxide fine powder It is particularly preferable to use a powder.
  • the purity of the magnesium oxide fine powder can be estimated using the half width of the X-ray diffraction peak of the magnesium oxide fine powder.
  • the magnesium oxide fine powder has a characteristic peak due to the (200) plane of the magnesium oxide crystal at the 42.9 deg. Angle of the bragg angle (20 ⁇ 0.2 deg) in the X-ray diffraction using CuKa line. And the Bragg angle— (20 ⁇ 0.2 de g)
  • the peak half-value width of the X-ray diffraction being 0.40 ° or less means that the crystallinity of magnesium oxide is high, that is, there is little mixing of dissimilar metals, lattice defects, etc. ⁇ Indicates strong and high purity.
  • the X-ray peak half-width is larger than 0.40 deg, it indicates that the crystallinity is poor, that is, the purity of the magnesium oxide crystal is low.
  • the crystal lattice is distorted due to the mixing of dissimilar metals and crystal lattice defects, so that the X-ray diffraction peak appears as a probe.
  • leakage of charging due to different metals is likely to occur, and the electrostatic cohesive force relaxation effect in the present invention cannot be sufficiently obtained.
  • the 7-resistance becomes weak, hydration occurs due to moisture absorption, and the above cohesive force relaxation effect cannot be obtained.
  • it is difficult to control the physical properties for example, the shape tends to be non-uniform and the particle size distribution becomes broad.
  • the X-ray diffraction measurement in the present invention is performed using a CuKa line under the following conditions.
  • the above-mentioned fine powder of magnesium oxide has a developer acid value of 0.5 to 20. OmgKO HZg, preferably 1.0 to: L O. OmgKOH / g, particularly preferably 3.0 to 7. OmgKOH / g. Sometimes one is particularly effective.
  • the acid value of the developer By controlling the acid value of the developer within this range, the affinity between the carboxyl group on the surface of the positively charged toner particles and the surface of the fine powder of magnesium oxide powder is improved, and the fine powder of magnesium oxide on the surface of the toner particles is ensured. Can be present. As a result, it becomes possible to control the release rate of the fine powder of magnesium oxide from the toner particles within the optimum range, and the cohesive force relaxation effect between the developers is most efficiently induced.
  • the range of the acid value the positive chargeability of the toner particle surface can be made more uniform. As a result, the positive chargeability of the developer surface becomes more uniform, and between the developers. It is possible to further relax the cohesiveness of the film, and a high-definition image can be stably obtained for a long time.
  • the magnesium oxide fine powder preferably has a volume average particle diameter (Dv) of 0.1 to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.9 to 2.0 ⁇ , and even more preferably. 1. 0 to 1.5 ⁇ m. Further, the cumulative volume distribution of the magnesium oxide fine powder having a particle size of 1/2 or less of the volume average particle size is preferably 10.0% by volume or less, more preferably 7.0% by volume or less. It is. In addition, regarding the cumulative volume distribution of the magnesium oxide fine powder having a particle size that is twice or more the volume average particle size, it is preferably 10.0% by volume or less, more preferably 7.0% or less. It is.
  • a fine powder of magnesium oxide oxide having a volume average particle size smaller than 0.1 lm is disadvantageous in terms of imparting fluidity to the toner particles, and as a result, the cohesiveness between the particles of the developer increases, and the latter half of the durability.
  • the concentration decreases.
  • the volume average particle size is 2. ⁇ ⁇ ⁇ or more
  • the particle size of the acid magnesium fine powder becomes large and the toner particles are loosened from the toner particles. .
  • the body When the volume distribution cumulative value of 1 or 2 times the product average particle size is 10% by volume or more and the volume distribution cumulative value of 2 or more times the volume average particle size is 10% by volume or more, the particle size distribution is blurred. Since the above-mentioned adverse effects are likely to occur, the effect of reducing the cohesiveness of the current image agent cannot be sufficiently obtained.
  • the volume average particle size of the magnesium oxide fine powder is 0.1-2.
  • a general classifier can be used, and there is no particular limitation.
  • a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device LA-920 (manufactured by HOR I BA) was used as a device for measuring the particle size distribution of the fine powder of magnesium oxide in the developer of the present invention. As a measurement method, put several mg of sample in ion-exchanged water 20 Om 1 as a dispersion so that the sample concentration is about 80% transmittance.
  • this dispersion was dispersed with an ultrasonic disperser for 1 minute, and the relative refractive index of magnesium oxide fine powder and water was set to 1. 32. From the measuring device, the volume-based particle size of the magnesium oxide fine powder was set. The distribution was measured, and the volume average particle diameter, the volume distribution cumulative value of 12 times or less of the volume average particle diameter, and the volume distribution cumulative value of 2 times or more of the volume average particle diameter were determined.
  • the isoelectric point of the magnesium oxide fine powder in the developer of the present invention is preferably 8 to 14, more preferably 9 to 14, and particularly preferably i 2 to: 14.
  • the isoelectric point of the oxidized magnesium fine powder is lower than 8, the positive charging ability of the oxidized magnesium fine powder is reduced, and the cohesiveness mitigating effect is reduced. Further, since the chargeability of the developer becomes non-uniform, capri is likely to occur. '
  • the isoelectric point of the magnesium oxide fine powder is determined from the zeta potential.
  • the zeta potential of the magnesium oxide fine powder was measured using an ultrasonic zeta potential measuring device DT-1200 (manufactured by Dispersion Technology). Using pure water as the dispersion, 0.5Vo of fine powder of magnesium oxide A 1% aqueous solution was prepared, dispersed for 3 minutes with an ultrasonic disperser (VCX-750 manufactured by Sonic & Materia 1 s), and stirred for about 10 minutes while deaerated to obtain a dispersion. Plot a graph of the pH change of the zeta potential of this dispersion using the above device, and calculate the isoelectric point from the graph. The isoelectric point is the pH value when the zeta potential becomes zero.
  • the specific surface area of the magnesium oxide fine powder used in the present invention is preferably 1.0 to 15. Om 2 / g.
  • the specific surface area When the specific surface area is larger than 15.0 mg, the acid magnesium fine powder tends to be embedded in the toner particles, that is, the developer tends to deteriorate. In addition, the amount of moisture absorption increases in a high humidity environment, charging decreases, and the concentration decreases in the second half of the durability. On the other hand, if the specific surface area is less than 1.0 m 2 Zg, sufficient fluidity cannot be obtained in the developer, and problems such as low density tend to occur.
  • a specific surface area measuring device Gemini 2375 (Shimadzu Corporation) is used to adsorb nitrogen gas on the sample surface, and the BET specific surface area multipoint method is used.
  • the BET specific surface area multipoint method is used.
  • the MgO content in the magnesium oxide fine powder particles used in the present invention is preferably 98.% or more, more preferably 99.90% or more.
  • the content of 1 ⁇ ⁇ O is lower than 98.00%, that is, the purity of MgO is low, and the effect of reducing the cohesive force due to the fine powder of magnesium oxide is not obtained, which is not preferable.
  • the inorganic fine powder is uniformly present on the toner particle surface, and the free rate of the inorganic fine powder is within the range of 0.:! To 5.0%. Preferably, it is 2.0 to 4.0%, more preferably 2.5 to 3.5%.
  • the liberation rate is more than 5.0%, the developer cannot obtain proper charging performance, which is not preferable.
  • the amount of inorganic fine powder existing near the toner particle surface is reduced, the effect of reducing the cohesive force between particles is reduced.
  • it can be achieved by adjusting the external addition conditions in a known external addition method.
  • a Henschel mixer As the stirring device, a Henschel mixer, a homogenizer, or the like can be used, and a Henschel mixer can be used more preferably.
  • the external addition strength must be adjusted by controlling the rotation speed, baffle plate angle, and stirring time, and the release rate of the inorganic fine powder must be controlled with due consideration of the interaction with other external additives.
  • the release rate of the fine powder from the toner particles was measured by a particle analyzer (PT 1000: manufactured by Yokogawa Electric Corporation).
  • the particle analyzer is a device that introduces particles such as toner into the plasma one by one, and knows the element, number of particles, and particle size of the luminescent material from the emission spectrum of the particles. Measure with the principles described on pages 65-68 of the 97 collections. Specifically, a toner sample conditioned by leaving it to stand overnight at a temperature of 23 ° C and a humidity of 60% is measured using helium gas containing 0.1% oxygen in the above environment. That is, carbon atoms (measurement wavelength 247. 86 nm) are measured in channel 1, aluminum atoms (measurement wavelength 396.
  • the content of the inorganic fine powder is 0.0 :! It is preferable that it is -2.0 mass%. When the content exceeds 2.0% by mass, the developer cannot obtain proper charging performance, and the effect of reducing the cohesion between particles is reduced.
  • the inorganic fine powder may be used after being surface-treated with a known treating agent.
  • an inorganic fine powder in order to alleviate interparticle cohesion, but in addition, a silica fine powder is used to improve charging stability, development property, fluidity, and durability. It is more preferable to add.
  • silica fine powder which has high fluidity imparting ability to the imaging agent on the toner particle surface and has a small number average particle size of primary particles, is used in combination with inorganic fine powder. It has been found that it can be uniformly dispersed on the surface.
  • the fine silica powder preferably has a BET specific surface area of 70 to 13 O n ⁇ Z g. .
  • Silica fine powder can be used by so-called dry method produced by vapor phase oxidation of silicon halide or dry silica called fumed silica, and so-called wet silica manufactured from water glass, etc. .
  • dry silica which has few silanol groups on the surface and inside the silica fine powder, and has little production residue such as Na 2 0, S 0 3 — and the like.
  • dry silica in the manufacturing process, for example, by using other metal halide compounds such as salt aluminum and salt titanium together with a key halogen compound, fine silica powder and other metal oxides can be used. It is also possible to obtain a composite fine powder. These are included as fine silica powder in this case.
  • the fine silica powder is preferably hydrophobized.
  • hydrophobizing the silica fine powder it is possible to prevent a decrease in chargeability of the silica fine powder in a high-humidity environment and to improve the environmental stability of the triboelectric charge amount of the toner particles adhered to the surface of the silica fine powder. Can do.
  • the fine silica powder has a methanol concentration of 65 to 80 vol.
  • the transmittance is 80% when the wettability with respect to the methanol Z water mixed solvent is measured by the transmittance of light having a wavelength of 7800 nm. % Is preferable.
  • the relationship between the transmittance and the methanol concentration, that is, the siri force, the wettability of the fine powder, that is, the hydrophobic property of the silica fine powder is measured using a methanol drop permeability curve.
  • a powder wettability tester WE T-1100 P manufactured by Les Power Co., Ltd. can be given as an example of the measurement apparatus.
  • a method is mentioned. First, put 70 ml of aqueous methanol solution consisting of 60% by volume of methanol and 40% by volume of water into a container, and disperse with an ultrasonic disperser for 5 minutes to remove bubbles in the sample for measurement. Do. A sample solution for measuring the hydrophobic property of the developer is prepared by adding 0.5 g of silica as a specimen to this sample.
  • Treatment agents for hydrophobizing treatment include silicone varnish, various modified silicone oils, unmodified silicone oil, various modified silicone oils, silane compounds, silane coupling agents, other organic key compounds, and organic titanium compounds. May be used alone or in combination. Among them, a substituent having a nitrogen element (in particular, amino groups) silane compound having, be treated with a silicone oil, preferably from the viewpoint of chargeability ⁇
  • silane compounds having an amino group greatly contribute to imparting positive chargeability to silica, and the positive chargeability becomes stronger when the amount of treatment is large, but the hygroscopicity increases due to the hydrophilicity of the amino group. To do. Therefore, when using a silane compound ', it is preferable to treat it together with silicone oil.
  • the processing can be performed according to a known method.
  • the peak granularity X is the center value of the channel with the highest frequency
  • the half-value width Y is the difference between the center values of the two channels including the frequency that is half the maximum frequency.
  • this developer has a peak particle size X This means that the developer has a larger cumulative number of other particle sizes than the cumulative number, so-called broad developer with a particle size distribution. In the case of such a developer, the developer charge distribution varies and the interparticle cohesion tends to increase.
  • the developer tends to be deteriorated by embedding external additives due to an increase in the share of the developer container, and the density is likely to decrease after the endurance.
  • the spikes of the developer formed on the developer carrier become non-uniform due to the shear when passing through the regulating member. It tends to be easy, the image quality deteriorates, and the capri tends to occur. Further, the developer is likely to deteriorate due to the share when passing through the regulating member, and the density is likely to decrease after the endurance.
  • image quality may be deteriorated due to undesired flying on the potential pattern of the latent image in the development area due to uneven spikes on the developer carrier.
  • the developer consumption increases due to the flying of more developer than necessary to the potential pattern of the image.
  • this developer is It means that the particle size distribution is very sharp.
  • a developer with a sharp particle size distribution has a uniform charge, and therefore the cohesiveness between particles decreases. When such a developer is used, the shear in the developing device becomes weak.
  • the developer of the present invention preferably has an acid value of 0.5 to 20. OmgKOHZg, more preferably 1.0 to 0.1. OmgKOHZg, and 3.0 to 7. OmgKOH / g. It is particularly preferred.
  • the acid value of the developer within this range, the affinity between the carboxyl group on the surface of the positively charged toner particles and the surface of the inorganic fine powder is improved, and the inorganic fine powder is surely present on the surface of the toner particle. It becomes possible. As a result, a repulsive force for alleviating the cohesive force between developer particles is efficiently expressed, and the ease of loosening of the developer in the compacted state is improved.
  • the developer of the present invention preferably has a tetrahydrofuran (THF) insoluble content of the binder resin component of 0.1 to 50.0% by mass when subjected to Soxhlet extraction for 16 hours. More preferably, it is 10.0 to 50.0% by mass, and further preferably 20.0 to 50.0% by mass.
  • THF tetrahydrofuran
  • the THF-insoluble matter plays a role in maintaining the durability of the developer, and is important for preventing developer deterioration (embedding of external additives, etc.) when applied to high-speed machines.
  • THF-insoluble matter is an effective component for achieving good releasability from heating members such as fixing rollers, so when applied to a high-speed machine, it is a developer for heating members such as fixing rollers. This has the effect of reducing the offset amount.
  • the content exceeds 50.0% by mass, not only the fixing property is deteriorated, but also the dispersibility of the raw material in the developer is deteriorated and the chargeability tends to be uneven. It causes the cohesion between particles to become worse.
  • the developer of the present invention has a main peak in the region of molecular weight 3 000 to 30000 in the molecular weight distribution according to GP C. of the THF soluble component, and the peak area with a molecular weight of 100,000 or less is 70% of the total peak area. What is -100 mass% is good.
  • Having a main peak in the molecular weight region of 3,000 to .30,000 improves the dispersibility of the raw material in the developer. As a result, the chargeability becomes uniform, and the cohesive force between the imaging agent particles is reduced. Furthermore, having a main peak in the molecular weight region of 3,000 to 30,000 can achieve good low-temperature fixability and blocking resistance. In addition, since the developer is highly durable during high-speed printing, the developer is not deteriorated. When the main peak has a molecular weight of less than 3,000, not only the anti-blocking property is deteriorated, but also the developer is deteriorated during high-speed printing, and the image density is lowered and the image quality is lowered. When the main peak exceeds 30,000, sufficient fixability cannot be obtained.
  • the toner particles are produced, the current amount dispersibility is deteriorated, the charging becomes non-uniform, and the cohesive force between the developer particles is deteriorated.
  • the peak area with a molecular weight of 100,000 or less is less than 70% of the total peak area, sufficient fixability cannot be achieved.
  • binder resins in the present invention include styrene-based monopolymer resins, styrene-based copolymer resins, polyester resins, polyol resins, 'polyvinyl chloride resins, phenol resins, natural modified phenol resins, and natural resin modified maleic acid resins.
  • Examples include luptiral, terpene resin, coumarone indene resin, and petroleum resin.
  • the binder resin of the present invention is preferably a styrene copolymer resin from the viewpoint that it is used for positively chargeable toner particles and that the affinity with inorganic fine powder can be easily controlled.
  • the styrene copolymer resin may be a mixture or a reaction product of a carboxyl group-containing resin and a glycidyl group-containing resin.
  • styrene derivatives such as vinyltoluene; acrylic acid; Acrylic esters such as hexyl and acrylic acid; metathallic acid; methyl methacrylate, methacrylic acid ethyl, butyl methacrylate, methacrylic acid esters such as methacrylic acid octyl; maleic acid; butyl maleate, methyl maleate Dicarboxylic acid ester having a double bond such as dimethyl maleate; Acrylic amide; Acrylonitrile; Methacrylo ethryl; Butagen; Butyl chloride; Butyl acetate, Butyl ester such as benzoate; Propylene, such as ethylene Orefuin butylene; vinyl methyl ketone, such as vinyl of Kishiruketon to vinyl;.
  • styrene derivatives such as vinyltoluene
  • acrylic acid Acrylic esters such as hexyl and acrylic acid; metathallic acid; methyl methacrylate, me
  • the binder resin in the present invention preferably has an acid value in the range of 0.5 to 20.0 mg KOH / g. Particularly preferred is a resin having an acid value of 0.5 to: L 5. OmgKOH / g. 20. When it is larger than OmgKOHZg, when applied to positively charged toner, the negative chargeability of the binder resin in the toner particles becomes stronger. When it is smaller than 0.5 mgKOHZg, it is the parent between the toner particle surface and the inorganic fine powder. Since the compatibility is reduced, the inorganic fine powder is easily detached from the toner particle surface. Become. As a result, the effect of alleviating the cohesive force between particles decreases, and the ease of loosening of the imaging agent in the compacted state deteriorates.
  • Examples of monomers that adjust the acid value of the binder resin include acrylic acid such as acrylic acid, methacrylolic acid, ⁇ -ethylacrylic acid, crotonic acid, keihynic acid, vinyl acetic acid, isooctanoic acid, and angelic acid, and its ⁇ —Or] 3-alkyl derivatives; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, alkuel succinic acid, itaconic acid, mesaconic acid, dimethylmaleic acid, dimethylfumaric acid, and monoesters or anhydrides thereof Can be mentioned. Among these, the use of a monoester derivative of an unsaturated dicarboxylic acid is particularly preferable in terms of controlling the acid value.
  • Particularly preferred compounds include, for example, monomethyl maleate, monoethyl maleate, mono n-butinole maleate, mono n-octinole maleate, monoallyl maleate, monophenyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate / re, fumanole Monoesters of mono-unsaturated dicarboxylic acids such as acid mono-n-petite / le, fumanoleic mono-phenol, etc .; n-butyrsuccinic mono-n-butynole, n-octenyl succinate monomethyl, n-ptenenoremalonic monoethinore And monoesters of alkenyl dicarboxylic acid such as monomethyl n-dodecenyl glutarate, mono-n-butenyl adipate mono-n-butyl and the like.
  • the carboxyl group-containing monomer as described above is 0.1 to 20.0 parts by mass,
  • Examples of the method for synthesizing the binder resin include a solution polymerization method, an emulsion polymerization method and a suspension polymerization method.
  • the emulsion polymerization method is a method in which a monomer that is almost insoluble in water (monomer) is dispersed in an aqueous phase as small particles with an emulsifying agent, and is polymerized using a water-soluble polymerization initiator.
  • the heat of reaction can be easily adjusted, and the phase in which the polymerization takes place Since the (oil phase consisting of polymer and monomer) and the aqueous phase are different, the termination reaction rate is low, resulting in a high polymerization rate and a high degree of polymerization.
  • the relatively simple polymerization process and the heavy product being fine particles, it is easy to mix with colorants, charge control agents and other additives in toner production. For this reason, it is advantageous as a method for producing a binder resin for toner.
  • the suspension polymerization is preferably carried out with 100 parts by mass or less of monomer (preferably 1.0 to 90 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the aqueous solvent.
  • monomer preferably 1.0 to 90 parts by mass
  • dispersant examples include polyvinyl alcohol, partially saponified polybutyl alcohol, and calcium phosphate, and are generally used in an amount of 0.25 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the aqueous solvent.
  • the polymerization temperature is suitably 50 to 95 ° C., but is appropriately selected depending on the initiator used and the target polymer.
  • the binder resin used in the present invention is preferably synthesized using a polyfunctional polymerization initiator as exemplified below.
  • polyfunctional polymerization initiator having a polyfunctional structure examples include 1,1,1-di-tert-butylperoxy-1,3-, 3-trimethylcyclohexane, 1,3-bis- (t-butylperoxide (Xy-isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-1,2,5-(t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl_2,5-di- (t-butylperoxy) hexane, tris- (t-butylperoxy) Triazine, 1,1-di-tert-petite / leveroxycyclohexane, 2,2-di-l-butyl peroxybutane, 4,4-di-t-butyl peroxypallic acid n —Butyl ester, di-t-butyl peroxyhexaterephthalate, di-t-butyl peroxyzelate, di-t-butyl peroxytate Limethyladipate
  • 1,1-di-tert-butyl peroxy-1,3,3,5_trimethylenosic hexane 1,1-di-t-butyl peroxy-diethyl hexane, di.
  • t-Butylperoxyhexaterephthalate di-t-butyl peroxyzelate and 2,2-bis- (4,4-di-t-butyl peroxyhexyl) propane, and t-butyl peroxyl Lil power-Ponate.
  • polyfunctional polymerization initiators are preferably used in combination with a monofunctional polymerization initiator in order to satisfy various performances required as a binder resin.
  • includes benzoyl peroxide, 1,1-di (t-butylperoxy) —3,3,5-trimethylcyclohexane, n-butyl-4,4-di (t-butylperoxy) palate, Dicumino lepoxide, ⁇ , ⁇ ′ Bis (t-butyl peroxydiisopropyl) Organic peroxides such as benzene, t-butyl peroxycumene, di-t-butyl peroxide, azobisisobutyro Examples thereof include azo and diazo compounds such as nitrile and diazoaminoazobenzene.
  • These monofunctional polymerization initiators may be added to the monomer simultaneously with the polyfunctional polymerization initiator, but in order to keep the efficiency of the polyfunctional polymerization initiator properly, It is preferably added after the half-life indicated by the polyfunctional polymerization initiator has elapsed in the polymerization step.
  • These polymerization initiators are preferably used in an amount of 0.05 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer from the viewpoint of efficiency.
  • the binder resin is preferably crosslinked with a crosslinkable monomer.
  • crosslinkable monomer a monomer having two or more polymerizable double bonds is mainly used.
  • aromatic divinyl compounds eg, divinylbenzene, divinylnaphthalene, etc.
  • dialkylate compounds linked by an alkyl chain eg, ethylene gallate diacrylate, 1,3-butylene
  • alkyl chain eg, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol ditalylate, 1,6-hexane diatylate, neopentyl glycol diacrylate
  • Diacrylate compounds connected by alkyl chains containing ether linkages eg, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diatalate, tetraethylene glycol diatalate, polyethylene
  • Glycol # 4 0 0 Diacrylate Polyethylene glycol # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, and acrylates of the above compounds replaced with methacrylates); diataly
  • Polyfunctional crosslinkers include pentaerythritol acrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane tritalylate, tetramethylol propane Tritalylate, tetramethylolmethanetetratalylate, ori, ester acrylate, and those in which the acrylate of the above compound is replaced by metatalylate; triaryl cyanurate, triallyl trimellitate; and the like.
  • crosslinking agents are used in the range of 0.001 to 1 part by mass, preferably 0.001 to 0.05 part by mass with respect to 100 parts by mass of other monomer components. Is preferred. '
  • crosslinkable monomers those which are preferably used from the viewpoint of toner fixing property and offset resistance are aromatic divinyl compounds (especially dibutenebenzene), which are linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond.
  • aromatic divinyl compounds especially dibutenebenzene
  • Diacrylate compounds are listed.
  • a bulk polymerization method and a solution polymerization method can be used as other methods for synthesizing the binder resin.
  • a polymer having a low molecular weight can be obtained by polymerizing at a high temperature to increase the termination reaction rate, but there is a problem that the reaction is difficult to control.
  • the solution polymerization method makes it easy to obtain a polymer with a desired molecular weight under mild conditions by utilizing the difference in chain transfer of radicals by the solvent and adjusting the amount of initiator and reaction temperature. It is preferable because it can be obtained.
  • a solution polymerization method under a pressurized condition is also preferable from the viewpoint of minimizing the amount of initiator used and minimizing the effects of remaining initiator.
  • the following acid component and alcohol component can be used as the monomer.
  • the dihydric alcohol component includes ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol ⁇ triethylene glycol, 1,5 —Pentanediol, 1, 6 —Hexanoldiol, Neopentylglycolanol, 2-Ethanole 1,3-Hexanediol, Bisphenol A hydrogenated, and (E) 'Bisphenol and its derivatives;
  • R is an ethylene or propylene group
  • X and y are each an integer of 0 or more
  • the average value of x + y is 0 to 10
  • R ′ is one CH 2 CH 2 — or one CH 2 — CH— or one CH 2 — C—;
  • X ', y are each integers greater than or equal to 0, and the average value of x, + y, is 0-1.
  • divalent acid components include benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, .isophthalic acid, and anhydrous phthalic acid or their anhydrides, lower alkyl esters; succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, etc.
  • a trivalent or higher alcohol component that functions as a crosslinking component and a trivalent or higher acid component in combination.
  • trihydric or higher polyhydric alcohol component examples include sorbitol, 1, 2, 3, 6-hexanthrone, 1,4-sonolebitane, pentaerythritol, dipe Centaerythritol, Tripentaerythritol, 1,2,4-butanetri, 1-norre, 1,2,5-pentanetriol, glyceronole, 2-methinorepropane trionole, 2-methinore 1, 2,4-butanetrinore, trimethylo / Letane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene and the like.
  • Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component in the present invention include trimellitic acid, pyromellitic acid, 1, 2, 4-benzenetricarboxylic acid, 1, 2, 5-benzenetricarboxylic acid, 2, 5 , 7-Naphthalene tricarboxylic acid, 1, 2, 4 mononaphthalene tricarboxylic acid, 1 2, 4-butanetricarboxylic acid, 1, 2, 5-hexane tricarboxylic acid, 1, 3-dicarboxyl-2-methyl-2
  • X is an alkylene group or alkenylene group having 5 to 30 carbon atoms having one or more side chains having 3 or more carbon atoms
  • X is an alkylene group or alkenylene group having 5 to 30 carbon atoms having one or more side chains having 3 or more carbon atoms
  • the alcohol component used in the present invention is 40 to 6 Omo 1%, preferably 45 to 55 mo 1%, and the acid component is 60 to 40 mo 1%, preferably 55 to 45 mo 1%. All trivalent or higher polyvalent components It is preferably 5 to 6 Omo 1%.
  • the polyester resin can also be obtained by a generally known condensation polymerization. Below, the measuring method of the physical property which concerns on this invention is shown.
  • the incineration residual ash content is obtained by the following procedure. About 2 g of a sample is placed in a 3 Oml magnetic crucible that has been accurately weighed in advance, and weighed accurately.
  • the mass of the toner (W a g) is obtained by subtracting the mass of the crucible. Place the crucible in an electric furnace, heat at about 900 ° C for about 3 hours, allow to cool in the electric furnace, and let it cool in a desiccator at room temperature for more than 1 hour.
  • the incineration residual ash (Wb g) is obtained by subtracting the crucible mass from here.
  • the mass (W3 g) of the incineration residual ash in the sample Wlg is obtained from this content.
  • the THF-insoluble matter can be obtained from the following formula.
  • THF insoluble matter (mass%) ⁇ (W2-W3) / (Wl -W3) ⁇ XI 00 Note that the THF insoluble matter content of a sample that does not contain any components other than resin such as binder resin is The extraction residue (W2 g) of the resin weighed Wig) is obtained in the same process as above, and is obtained from the following formula.
  • THF is flowed at a flow rate of 1 m 1 / min, and about 1 * 00 ⁇ 1 of THF sample solution is injected for measurement.
  • the molecular weight distribution of the sample was calculated from the relationship between the logarithmic value and the count value of a calibration curve prepared from several monodisperse polystyrene standard samples.
  • a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve for example, a product with a molecular weight of about 10 2 to 10 7 manufactured by Tosohichi or Showa Denko is used, and it is appropriate to use a standard polystyrene sample of at least about 10 points. It is.
  • the detector is RI (refractive index) detector.
  • As a column it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene jewel columns. For example, shodex GPC KF—801, 802, 803, 804, 8 05, 806, 807, 800 P manufactured by Showa Denshi Co., Ltd.
  • the sample is prepared as follows.
  • the sample that passed through the sample processing filter (pore size 0.2 to 0.5 xm, such as MYISHI DISC H-25 1-2 (manufactured by Tosoh Corporation)) is then used as the GPC sample.
  • the sample concentration should be adjusted so that the resin component is 0.5 to 5.
  • the incineration residual ash is obtained in the same manner as the measurement of the THF-insoluble matter, and the mass obtained by subtracting the mass of the incineration residual ash is taken as the sample mass.
  • particle size distribution of developer can be measured by various methods.
  • the particle size distribution of the developer is measured using a filter counter.
  • Coulter Multisizer IIE manufactured by Coulter
  • Electrolysis For ⁇ , prepare approximately 1% NaC 1 aqueous solution using 1st grade sodium chloride. For example, I SOTON (R) — II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used.
  • a surfactant preferably alkylbenzene sulfonate
  • the electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measuring device is used to measure the volume and number of toner particles using a 100 ⁇ aperture as the aperture. To calculate the volume distribution and the number distribution. At this time, the measured data is obtained in a channel obtained by dividing a particle size of 1.59 to 64.0 ⁇ into 256 parts.
  • the waxes used in the present invention include the following.
  • saturated straight chain such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, or a long-chain alkyl carboxylic acid having a long-chain alkyl group
  • unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid, and valinal acid
  • unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid, and valinal acid
  • Saturated alcohols such as stearyl alcohol, eicosyl alcohole, behenyl alcohole, force norenauvirano record, serinolecohol, merisyl alcohol, or long chain alkyl alcohols with long chain alkyl groups
  • multivalents such as sorbitol Alcohol
  • reno Aliphatic amides such as lauric acid amide, oleic acid amide, lauric acid amide
  • Preferred waxes used are polyolefins obtained by radical polymerization of olefins under high pressure; polyolefins obtained by purifying low molecular weight by-products obtained during polymerization of high molecular weight polyolefins; catalysts such as Ziegler catalysts and metallocene catalysts are used under low pressure.
  • Polymerized polyolefin Polymerized polyolefin; Polymerized polyolefin using radiation, electromagnetic waves or light; Low molecular weight polyolefin obtained by thermally decomposing high-molecular polyolefin; Paraffin wax, Microcrystalline wax; Alpha method, Zindol method, Hydrocolate Synthetic hydrocarbons, tuss (eg, Fischer-Tropsch wax) synthesized by the same method, etc .; Synthetic waxes having a compound having one carbon atom as a monomer, hydrocarbons having a functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group Wax; A mixture of wax having a hydrogen-based wax and functionality; styrene these waxes as a matrix, maleic acid esters, Atari les over preparative, Metatari rate, graph preparative denaturing such vinyl monomers of maleic acid Wax.
  • these waxes are made by using the press sweating method, solvent method, recrystallization method, vacuum distillation method, supercritical gas extraction method or melt liquid crystal method to sharpen the molecular weight distribution, low molecular weight solid fatty acid, low molecular weight solid Alcohols, low molecular weight solid compounds, and other impurities are preferably used.
  • the amount of the wax added is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 1 p 0 parts by mass of the binder resin. Two or more kinds of waxes may be used in combination.
  • the endothermic curve measured by DSC of the developer added with these waxes preferably has a maximum peak in the region of 60 to 120 ° C.
  • the fixing property and offset resistance are good.
  • the maximum peak temperature is less than 60 ° C, the preservability of the imaging agent itself deteriorates due to the plasticizing effect of the wax.
  • the maximum peak temperature exceeds 120 ° C, fixability deteriorates.
  • the developer of the present invention is characterized by containing a magnetic acid pig iron.
  • a magnetic acid pig iron By incorporating magnetic iron oxide in the toner particles, the surface resistance of the toner particles can be made equal to the surface resistance of the inorganic fine powder. As a result, charge transfer between the toner particle surface and the inorganic fine powder is facilitated, and the effect of alleviating the cohesiveness between particles can be expressed more effectively.
  • the number average particle diameter of the magnetic iron oxide of the present invention is preferably from 0.05 to L.0.0 m, more preferably from 0.10 to 0.60 m.
  • the iron iron oxide used in the present invention is preferably octahedral or binuclear from the viewpoint of fine dispersibility in the toner particles. Furthermore, it is preferable that the magnetic iron oxide of the present invention is subjected to a treatment to loosen the produced magnetic iron oxide by applying shear to the slurry during production for the purpose of improving fine dispersion in the toner particles.
  • the amount of magnetic iron oxide contained in the toner particles is the binder resin 10 0 10 to 200 parts by mass, preferably 20 to 1700 parts by mass, and more preferably 3 to 1500 parts by mass with respect to parts by mass.
  • the developer In order to maintain the positive chargeability in the developer used in the present invention, it is preferable to control the developer to contain a charge control agent.
  • the charge control agent is preferably at least one of a triphenylmethane compound and a quaternary ammonium salt.
  • charging aids For example, charging aids, conductivity imparting agents, fluidity imparting agents, anti-caking agents, release agents at the time of heat roller fixing, lubricants, abrasives, resin fine particles and inorganic fine particles, and the like.
  • polyfluorinated titanium powder zinc stearate powder, polyvinylidene fluoride powder and the like can be mentioned, and among these, polyvinylidene fluoride powder is preferred.
  • abrasives include cerium oxide powder, silicon carbide powder, and strontium titanate powder. Of these, strontium titanate powder is preferred.
  • a positively chargeable developer having positively chargeable toner particles containing at least a binder resin and magnetic iron oxide by controlling the cohesive force between developer particles, it can be easily specified. It is possible to control the uniaxial collapse stress at the maximum consolidation stress. By satisfying the uniaxial collapse stress specified in the present invention, it is possible to obtain a developer having excellent durability and stable image quality without toner deterioration even during high-speed printing.
  • Binder resin, colorant, other additives, etc. are thoroughly mixed by a mixer such as a Henschel mixer or ball mill, then heated rolls, kneaders, Melt-knead using a heat kneader such as a Struder, cool and solidify, classify by pulverizing friends, and if necessary, mix the desired additives thoroughly using a mixer such as a Henschel mixer.
  • the toner of the invention can be obtained.
  • Henschel mixer Mitsubishi Mining Co., Ltd.
  • Super mixer Rotary mixer
  • Ribocorn Okawara Seisakusho
  • Nauter mixer Turbulizer
  • Cyclomix Hosokawa Micron Co.
  • Pin mixer Pacific machine energy
  • Ladige mixer Mozbo
  • KRC kneader Kurimoto Iron Works
  • Bus Co-Nider Bus Co-Nider (Buss)
  • TEM type extruder Toshiba Machine Co., Ltd.
  • TEX twin screw kneader Nehon Steel Works Co., Ltd.
  • PCM kneader Ikegai Iron Works Co., Ltd.
  • Triple roll mill Mixing roll mill, Kneader (Inoue Seisakusho Co., Ltd.)
  • Nidex Mitsubishi Seisakusho
  • MS type pressure kneader 'Nida Iruder
  • the classifiers are: Class Seal, Micron Classifier, Spedic Classifier (made by Seishin Enterprise Co.), Turbo Classifier (made by Nisshin Engineering), Micron Separator, Turboplex (ATP), TSP center Elbow Jet (manufactured by Nippon Steel & Mining Co., Ltd.), Diespuryon Separator (manufactured by Japan-Uma Chikku Kogyo Co., Ltd.), YM Microcut (manufactured by Yaskawa Shoji Co., Ltd.)
  • Ultrasonic manufactured by Sakae Sangyo Co., Ltd.
  • Resona Sheave, Gyroshifter Tokuju Kosakusha Co., Ltd.
  • System Manufactured by Dalton
  • Sonic clean manufactured by Shinto Kogyo
  • the developer of the present invention has few development steps in which the electrostatic charge latent image formed on the latent image holding member is developed by the developer layer formed on the developer carrying member to form a developer image. And (T) 1S 0.1 N ⁇ m ⁇ T ⁇ 5 ON ⁇ m in an image forming method in which the developer layer is formed and the developer layer is formed. Furthermore, it can be used suitably.
  • the developer of the present invention is an image forming method in which the developer image is transferred in contact with a transfer material conveyed on an endless transfer conveying means to which a voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied.
  • the endless transfer / conveying means is a transfer belt, and the transfer belt is supported by at least two or more rollers installed on the upstream side and the downstream side in the conveyance direction of the portion in contact with the latent image holding member.
  • the latent image carrier a conductive substrate, a photoconductive layer containing at least amorphous silicon on the conductive substrate, and amorphous silicon and Z or amorphous carbon on the photoconductive layer. And / or a latent image carrier having a surface protective layer containing amorphous silicon nitride can be used.
  • a high molecular weight component (A-2) was obtained using 005 parts by mass and 1 part by mass of initiator 2.
  • Binder Resin (C-1) Into a four-necked flask, 200 parts by mass of xylene solution of the above low molecular weight component (B 2) (equivalent to 60 parts by mass of low molecular weight component) was added, and the temperature was raised. And stirred at reflux. Meanwhile, in a separate container, 200 parts by mass of the high molecular weight component (A-3) solution (equivalent to 40 parts by mass of the high molecular weight component) is charged and refluxed.
  • B 2 xylene solution of the above low molecular weight component
  • A-3 solution equivalent to 40 parts by mass of the high molecular weight component
  • Binder resin C— 1 100 parts by mass
  • Magnetic iron oxide particles octahedron, number average particle size: 0.20 m
  • Wax b Fischer-Tropsch wax, physical properties are shown in Table 2. Maximum endothermic peak temperature: 101. C, number average molecular weight : 1 500, weight average molecule: 250 0) 4 parts by mass
  • the obtained kneaded product is cooled and coarsely pulverized with a hammer mill, and then pulverized with a fine pulverizer using a jet stream. Classification was performed to obtain toner particles.
  • the zeta potential of the toner particles was measured, the pH of the dispersion was 4 and the zeta potential was 42 mV.
  • the following three types of external additives were externally mixed and sieved with a mesh having an opening of 150 ⁇ m to obtain developer 1.
  • Table 3 shows the toner particle internal formulation and developer physical properties, and Figure 3 shows the relationship between the maximum consolidation stress and the axial collapse / breakdown stress.
  • This developer 1 was modified from a commercially available copier (I-R-105 Canon) to a printing speed of 1.5 times, and the regulating member 104 was adjusted to a gap width of 235 m from the surface of the developer carrier 102.
  • a normal temperature and low humidity (23 ° C, 5% RH) environment a normal temperature and normal humidity (23 ° C, 60% RH), and a high temperature and high humidity (32 ° C, 80%)
  • a continuous print test of 200,000 sheets was performed using a test chart with a printing ratio of 4%.
  • the developer remaining amount detection unit was adjusted so that the developer amount in the developer container was always around 400 g, and a print test was performed.
  • the developing device at this time was 0.2 ⁇ ⁇ ⁇ when the torque applied to the developer carrying member 102 at this time was measured by a torque meter.
  • the image density was measured with a Macbeth densitometer (manufactured by Macbeth Co., Ltd.) using an S-I filter, and a reflection density measurement was performed to measure a 5 mm square image. This evaluation was performed at the initial stage of 20 million sheets.
  • Capri is measured using a reflection densitometer (reflectometer model TC-6DS manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.). The worst value of the white background reflection density after image formation is D s and the reflection average density of the transfer material before image formation is calculated. Capri was evaluated with D r and D s-Dr as the capri amount. A smaller number means that capri is suppressed. This evaluation was initially performed at 200,000 sheets.
  • the latent image line width is about 190 ⁇ m with a 600 dp 4-dot horizontal line pattern.
  • Set output 5000 images with a print rate of 6% on A4 size paper, and calculate the consumption from the change in the toner amount in the developer.
  • the above-mentioned image testing machine can be used to write a 600-dot 4-dot horizontal line pattern latent image (latent image line width of about 190 / m) at lcm intervals in a room temperature and humidity environment. Made on OHP 'transfer and fixed. Using the surface roughness meter Surfcoder SE-3OH (manufactured by Kosaka Laboratories), the horizontal line pattern image obtained was obtained as a surface roughness profile based on the width of the profile. The line width was determined. When the line width is slightly thicker than the latent image line width, the sharpest and highest-quality image is obtained. As the line width becomes thinner than the latent image line width, the reproducibility of thin lines decreases.
  • the regulating member 104 of the developing device of the imaging test machine was changed to an elastic member, and the pressure applied to the surface of the developer carrier 102 in the layer thickness regulating part was set to 100 g / cm 2 .
  • the developer was charged with 400 g of developer 1.
  • the change in the charge amount before and after the developer carrier was spun for 60 minutes at a process speed of 600 mm / sec in a normal temperature and humidity environment was evaluated.
  • the torque applied to the developer carrier 102 at this time was measured with a torque meter and found to be 1 ON ⁇ m.
  • the amount of change in charge amount before and after idling is less than 3 m CZk g
  • Developer 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 3 was used (see Table 1 for the binder resin and Table 2 for the wax).
  • Table 3 shows the physical properties of the developer thus obtained. The results of tests similar to Example 1 are shown in Tables 4-6.
  • Developer 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 3 was used (see Table 1 for the binder resin and Table 2 for the wax).
  • Table 3 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • Tables ⁇ to 6 show the results of the same tests as in Example 1. '
  • Developer 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation described in Table 3 was used (see Table 1 for the binder resin and Table 2 for the wax).
  • Table 3 shows the physical properties of the developer thus obtained. The results of tests similar to those in Example 1 are shown in Tables 4-6.
  • Developer 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 3 was used (see Table 1 for the binder resin and Table 2 for the wax).
  • Charge control agent B Is a quaternary ammonium salt having the following structure, and the binuclear magnetic acid ferrous iron particles have a number average particle diameter of 0.19 ⁇ .
  • Developer 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 3 was used (see Table 1 for the binder resin and Table 2 for the wax).
  • the magnetic iron oxide particles having a binuclear shape are those used in Example 5.
  • Table 3 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • Table 46 shows the results of tests similar to those in Example 1.
  • Table 3 See Table 1 for binder resin, Table 2 for wax And developer 7 was prepared in the same manner as in Example i except that 2 parts of wax a and 4 parts of wax b were used.
  • the zinc oxide particles used as the inorganic fine powder in place of the alumina particles are those used in Example 3.
  • Table 3 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • Tables 4 to 6 show the results of the same tests as in Example 1.
  • Developers 8 to 12 were prepared in the same manner as in Example 1 with the formulation shown in Table 3 (see Table 1 for the binder resin and Table 2 for the wax). Table 3 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • Tables 4 to 6 show the results of the same tests as in Example 1.
  • Charge control agent C is Nigguchi Shin.
  • Example 1 Evaluation results under normal temperature and normal humidity (23 ° C / 60% RH) Initial 200,000 sheets after endurance Image quality Consumption Line width 'Dry rotation Image density Capri Image density Capri rank (mg / sheet) ( ⁇ m) Test Example 1 1.42 1.1 1.40 1.5 A 40.9 181 A Example 2 1.43 1.0 1.41 1.2 A 42.1 185 A Example 3.
  • binder resins (F-2) and (F-3) were obtained in the same manner as in the production example of the binder resin (F-1). .
  • Binder resin (F-4) using 200 parts by mass of xylene solution of low molecular weight component (E-3) (equivalent to 80 parts by mass of low molecular weight component) and 20 parts by mass of high molecular weight component (D-5) Binder resin (F-5) was obtained in the same manner as in the example.
  • Binder resin (F-6) was obtained in the same manner as in the production example of binder (F 14) using 20 parts by mass of the above-mentioned high molecular weight component (D-6) and 0 part by mass.
  • binder resin (F-4) using 200 parts by mass of xylene solution of low molecular weight component (E-5) (equivalent to 70 parts by mass of low molecular weight component) and 30 parts by mass of high molecular weight component (D-7) Binder resin (F-7) was obtained in the same manner as in the example.
  • Table 7 shows the physical properties of the binder resins (F-1) to (F-7) such as acid value and peak molecular weight.
  • a water-soluble magnesium salt that has been purified in advance is reacted with 0.90 equivalent of an alkaline substance at 30 ° C, and the reaction product is mixed with the reaction mother liquor at about 60 kg /
  • Magnesium hydroxide was obtained by heating at 100 ° C for about 4 hours under a pressure of cm 2 .
  • This magnesium hydroxide was calcined in a cantal furnace at 1450 ° C for 3 hours.
  • the fired product was pulverized and classified using a pulverizer equipped with an airflow classification mechanism to obtain oxidized magnesium fine powder 1.
  • Table 8 shows the physical property values of the obtained fine powder of magnesium oxide 1. ⁇ .
  • Magnesium oxide fine powder 2 was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that in Production Example 1 of fine powder of magnesium oxide, the firing time was 2 hours.
  • Table 8 shows the physical properties of the resulting magnesium oxide fine powder 2.
  • Magnesium oxide fine powder 3 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that in Example 1 of producing magnesium oxide fine powder, the firing temperature was 1150 ° C. Table 8 shows the physical properties of the resulting fine powder of magnesium oxide 3.
  • Example 1 of fine magnesium oxide powder the firing temperature is 1750 ° C. Except that, in the same manner as in Production Example 1, magnesium oxide fine powder 4 was obtained. Table 8 shows the physical properties of the resulting magnesium oxide fine powder 4.
  • Magnesium oxide fine powder 5 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that 0 to 70 equivalents of an alkaline substance were added in Production Example 1 of fine magnesium oxide powder.
  • Table 8 shows the physical property values of the obtained hydrated acid magnesium powder 5.
  • Magnesium oxide fine powder 6 was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that in the production example 1 of magnesium oxide fine powder, the firing temperature was 1750 ° C. and the firing time was 2 hours. Table 8 shows the physical property values of the obtained magnesium oxide fine powder 6.
  • a magnesium oxide fine powder 7 was obtained in the same manner as in Production Example 6 except that, in Production Example 6 of the fine powder of magnesium oxide, an equivalent amount of an alkaline substance was added in an amount of 0.60.
  • Table 8 shows the physical properties of the resulting acid magnesium fine powder 7.
  • Magnesium oxide fine powder 19 used in the present invention had a peak at 42.9 degg of the Bragg angle (20 ⁇ 0.2 degg) in Cu ⁇ characteristic X-ray diffraction. Acidic magnesium fine powder! The physical property values of ⁇ 9 are shown in Table 8.
  • Charge control agent A triphenylmethane lake pigment
  • the above materials were premixed with a hensil mixer and then melt kneaded with a twin-screw kneading extruder.
  • the obtained kneaded product is cooled, coarsely pulverized with a hammer mill, and then pulverized with a fine pulverizer using a jet airflow.
  • Toner particles were obtained. When the zeta potential of the toner particles was measured, the pH of the dispersion was 4, and the zeta potential was 41. OmV.
  • This developer 13 was converted from a commercially available copier (iR-105, manufactured by Canon) to 1.3 times the printing speed, and the environment of 23 ° C, 5-% RH and 23 ° C, 60% RH. And 30 ° (: 80% RH, 250,000 prints were printed continuously using a test chart with a print ratio of 4%.
  • the image density was measured with a Macbeth densitometer (Macbeth Co., Ltd.) using an SPI filter to measure the reflection density, and a 5 mm square ® image was measured. This evaluation was performed at the initial time of 250,000 sheets. The evaluation results are shown in Tables 10 to 12: 1.
  • Capri is measured using a reflection densitometer (reflectometer, model TC-6DS, manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.).
  • the reflection average density of the transfer material (1) was taken as Dr, and D s-Dr was taken as the capri amount to evaluate the fog. This evaluation was initially performed at 250,000 sheets. The evaluation results are shown in Tables 10 to 12. .
  • tailing evaluation was performed after the initial and 250,000 copies were printed, and then a horizontal line of 4 dots was created using the above-mentioned drawing test machine with the line width adjusted to 1700 ⁇ . A pattern printed in the dot space was drawn. The image was magnified 100 times with an optical microscope, and the number of tails that occurred on three horizontal lines observed 2.5 mm square in the magnified image was counted.
  • Developers 14 and 15 were prepared in the same manner as in Example 8, except that the formulation shown in Table 9 was used (see Table 7 for the binder resin, Table 2 for the wax, and Table 8 for the magnesium oxide). .
  • Table 9 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • Tables 10 to 12 show the results of the same tests as in Example 8.
  • Example 8 Developer 1 as in Example 8 except for the formulation shown in Table 9 (see Table 7 for binder resin, Table 2 for wax, and Table 8 for magnesium oxide) '6 was made.
  • the multinuclear magnetic acid pig iron particles were the same as those used in Example 5.
  • Table 9 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • Tables 10 to 12 show the results of the same tests as in Example 8.
  • Table 9 Use the formulation shown in Table 9 (see Table 7 for binder resins, Table 2 for waxes, and Table 8 for magnesium oxide), and condition 2 (1 300 rpm, 1
  • the developer 17 was prepared in the same manner as in Example 8 except that The multinuclear magnetic acid pig iron particles are those used in Example 5.
  • Table 9 shows the physical properties of the developer thus obtained. The results of tests similar to those in Example 8 are shown in Tables 10 to 12.
  • Example 8 except that the formulation shown in Table 9 was used (see Table 7 for binder resin, Table 2 for wax, and Table 8 for magnesium oxide), except that 4 parts of wax a and 2 parts of wax b were used. Developer 19 was prepared in the same manner as described above. Table 9 shows the physical properties of the developer thus obtained. Tables 10 to 12 show the results of the same tests as in Example 8.
  • Example 8 Developer 2 as in Example 8 except that the formulation shown in Table 9 was used (see Table 7 for binder resin, Table 2 for wax, and Table 8 for magnesium oxide). 0 was produced.
  • the multinuclear magnetic acid pig iron particles were the same as those used in Example 5.
  • Table 9 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • Tables 10 to 12 show the results of the same tests as in Example 8.
  • Developer 2 was prepared in the same manner as in Example 8, except that the formulation shown in Table 9 was used (see Table 7 for the binder resin, Table 2 for the wax, and Table 8 for the magnesium oxide).
  • the multinuclear magnetic acid pig iron particles are those used in Example 5.
  • Table 9 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • the results of the same tests as in Example 8 are shown in Table 10 ⁇ : L2.
  • Developer 22 was prepared in the same manner as in Example 8 except that the formulation shown in Table 9 was used (see Table 7 for the binder resin, Table 2 for the wax, and Table 8 for the oxidation + gnecimu).
  • the multinuclear magnetic acid pig iron particles are those used in Example 5.
  • Table 9 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • Tables 10 to 12 show the results of the same tests as in Example 8.
  • Table 9 shows the physical properties of the developer thus obtained.
  • a spherical magnetic material having a number average particle diameter of 0.2 O ⁇ m was used.
  • the fine powder of acid hydrin the particle size is 0.30 ⁇
  • the isoelectric point is 6.6
  • ⁇ ⁇ 4
  • the zeta potential is 12.12 mV
  • the BET specific surface area is 35.0.
  • m 2 / g was used.
  • the fine titanium oxide powder, a particle size of 0. 27Myuiotaita, isoelectric point 5.0, a zeta potential 1. 5 mV when the ⁇ 4, a BET specific surface area of 7. lm 2 / g for [Table 7]
  • Example 8 Example 9 Example 10 Example 1 1 Example 12 Example 13 Example 14 Example 15 Example 1 6 Example 17 Comparative Example 6 Comparative Example 7 Comparative Example 8 Comparative Example 9 Development Agent No. 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Binder F-1 F-2 F-2 F-3 F-3 F-4 F-5 F-4 F-1 F- 1 F-1 F-6 F-7 F-4 Charge Control Agent AAAB.
  • THF insoluble matter (mass%) 38.0 41.1 41.1 37.6 37.6 30.5 41.2 30.5 38.0 38.0 36.5 43.2. 30.5
  • the molecular weight of THF-soluble matter is less than 100,000
  • Example 1 7 1.41 1.9 B 1.36 1.9' C Comparative Example 6 1.39 1.8 E 1.36 2.1 E Comparative Example 7 1.37 2.1 D 1.32 2.7 E Comparative Example 8 1.34 2.5 E 1.29 2.9 E Comparative Example 9 1.36 2.7 D 1.31 3.1 E [Table 1 2]
  • the peripheral part of the transfer device of a commercially available digital copier i RIO 5 (Canon) is modified to the transfer belt type shown in Fig. 5, the photoconductor is replaced with the photoconductor 1 shown below, and the process speed of the machine itself is increased to 6 6 Modified to use O mm / sec. The print speed was 1 10 cpm.
  • Photoreceptor 1 Boron doped a—S i: Charge injection blocking layer composed of H film, Boron doped a—S i: Photoconductive layer composed of H film on cylindrical aluminum substrate A positively chargeable a-S i photoconductor with an outer diameter of 10 mm, on which a surface protective layer composed of a silicon film made of silicon and carbon (a-SiC: H) is laminated.
  • a-SiC silicon film made of silicon and carbon
  • the surface material of the transfer belt was chloroprene rubber, and the transfer belt penetration i into the photoreceptor was set to 3%.
  • a bias having a polarity opposite to that of the toner band electrode was applied to the bias roller.
  • the transfer belt 1 is shown for simplicity of explanation. Although the structure in which 2 is always pressed against the photoconductor 11 is separated, the image forming apparatus is separated during the operation and the stop operation.
  • the peripheral speed of the transfer belt is set to be the same as the peripheral speed of the photoconductor.
  • reference numeral 11 is a latent image holding member (photoconductor)
  • reference numeral 12 is a transfer belt
  • reference numeral 13 is a driving roller
  • reference numeral 14 is a driven roller
  • reference numeral 15 is a bias roller
  • reference numeral 16 is a high-voltage power source
  • reference numeral 17 is cleaning.
  • a backup roller, 18 is a fur brush
  • 19 is a transfer material.

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Abstract

長期にわたる使用においても画像欠陥を生じることなく、安定した画像品質を得ることができる現像剤を提供する。 結着樹脂、磁性酸化鉄を少なくとも含有する正帯電性トナー粒子と、シリカ及び無機微粉末を少なくとも有する正帯電性現像剤において、該現像剤の最大圧密応力5kPa時における単軸崩壊応力が0.1~2.5kPaであり且つ該現像剤の最大圧密応力20kPa時における単軸崩壊応力が2.5~5.5kPaであることを特徴とする。

Description

.明 ,細. 書 正帯電性現像剤 技術分野 ,
本発明は、 電子写真, 及ぴトナージェットに使用される現像剤及び静電荷像 を顕像化するための画像形成方法及び画像形成装置に'関する。 背景技術 '
従来、 画像形成法としては、 静電記録法、 磁気記録法、 トナージェット法な ど多数の方法が知られている。 例えば、 電子写真法としては米国特許第 2 '2 9 ' 7 6 9 1号、 特公昭 4 2— 0 2 3 9 1 0号及び特公昭 4 3— 2 4 7 4 8号に記 載されているように多数の方法が知られているが一般には光導寧性物質を利 用し、 種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、 次いで、 該潜像をト ' ナ一で現像を行って、 可視像とし、 必要に応じて紙などの転写材料にトナーを 転写させた後、 熱 ·圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得 るものであり、 そして転写せず感光体上に残ったトナーは種々の方法でクリー ユングされ、 上述の工程が繰り返ざれる。
近年このような複写装置は、 より小型化, より軽量化そしてより高速化, よ り高信頼性が厳しく追及されてきている。 例えば、 単なる一般に言うオリジナ ル原稿を複写するための事務処理用複写機ということだけでなく、 コンビユー ターの出力としてのデジタルプリンターあるいはグラフィックデザィン等の 高細密画像のコピー用、 さらにはより信頼生が要求される軽印刷 (パソコンに よる文書の編集からコピー、 製本までの多品種少量印刷が可能なプリント 'ォ ン'デマンド用途)向けに使われはじめた。そのため、画質としてより高精細, 高画質が求められており、 その結果トナーに要求される性能もより高度になつ ' てきた。 5 例えば、 特開平 7— 230182号及ぴ特開平 8— 286421号等では磁 性体粉末を外添することで、 帯電性を安定させるという提案がなされている。 この方法によると、 確かに帯電性の安定したトナーだけではなく、 タリーニン グ性の高いトナーが得られるが、 近年要求される高速で且つ画質としてより高 精細, 高画質を求められ.る用途においては、 現像性だけでなく、 帯電部材等へ の付着が起こり、 未だ不十分である。 又、 特公平 6— 093136号及び特公 平 6— 093137号では粒度分布を規定した磁性トナーに帯電緩和剤を添 加することにより トナーの過剰帯電を抑制しつつ高画質を維持するという提 案がなされている。 さらに、 特開平 8—1371 25号では無機微粒子をトナ 一母粒子の表面に固着させることで、 トナー母粒子表面とトナー表面のゼータ 電位差を一定以上にしトナー表面の電荷のばらつきを改善し均一'な帯電を得 るという提案がなされている。 又、 特開 2001 -034006号及ぴ特開 2 002-02073 14号等では特定の無機微粒子のトナー表面への被覆率, トナー表面からの遊離率を制御することで帯電 14が良好なトナーを得ること ができるという提案がなされている。 又、 特開 2003— 280253号、 特 開 2003— 280254号、 特開平 4— 083258号、 特開平 4— 083 259号、 特開平 4一 142560号、 特開平 4— 269763号及び特開平 4-350665号ではトナーに酸ィヒマグネシウム微粉末を添加し流動性を 向上させることにより、 帯電性が良好でかつ環境依存性を少なくすることが出 来る提案がなされている。 ' これらの提案はいずれも帯電性を改善するという観点では効果があるもの • の、 近年要求される高速で且つ画質としてより高精細, 高画質を求められる用 途、 すなわち高速印刷により トナー劣化が起こり易いような使用方法に対して も高信頼性で且つ安定した画質を得ることが求められるような用途において は未だ改良の余地が残つている。 発明の開示 ' 本発明の目的は上記問題点を解消した現像剤、 及びこの現像剤を用いた画像 形成方法を提供することにある。
本発明の目的は長期にわたる 用においても画像欠陥を生じることなく、'安 定した画像品質を得ることができる現像剤、 及びこの現像剤を用いた画像形成 方法を提供するこ'とにある。
本発明は、 結着樹脂、 磁性酸化鉄を少なくとも含有する正帯電性トナー粒子 を少なくとも有する正帯電性現像剤であって、 .
該現像剤の最大圧密応力 5. 0 k P a時における単軸崩壊応力(U5kPa)が、 0. 1 k P a≤U5kPa≤ 2. 5 k P a
であり、 該現像剤の最大圧密応力 20. ひ k P a時における単軸崩壊応力 (U
20 kP a 力、
2. 5 k P a≤U20kPa≤ 5. 5 k P a
であることを特徴とする。
また、 本発明の現像剤は、 該正帯電性トナー粒子に無機微粉末を外添したも のであることが好ましい。
また、 本発明においては、 該無機微粉末が、 酸化亜鉛、 アルミナ、 酸化マグ ネシゥムから選ばれる少なくとも一種の酸ィヒ物の微粉末であることが好まし い。
また、 本発明においては、 該無機微粉末が酸化マグネシウム微粉末であり、 且づ該酸ィ匕マグネシウム微粉末力 CuKa特性 X線回折におけるブラッグ角 (2 0 ±0. 2 d e g) の 42. 9 d e gにピークを有する結晶系であり、 且 っ該プラッグ角 (2 0 ±0. 2 d e g) =42. 9 d e gにおける X線回折ピ ークの半^:幅が 0. 40 d e g以下であることが好ましい。
また、本発明においては、該酸化マグネシウム微粉末の体積平均粒子径(A) が、 0. 1 μ m≤ A≤ 2. 0 μπι 5 であり、 該体積平均粒径の 1/2倍径以下の体積分布累積値が 10体積%以下、 該体積平均粒径の 2倍径以上の体積分布累積値が 10体積%以下の粒度分布 であることが好ましい。
また、 本発明においては、 該酸ィ匕マグネシウム微粉末の等電点が 8〜14で あることが好ましい。
また、 本発明においては、 該酸化マグネシウム微粉末の比表面積が 1. 0〜 15. Om2/gであることが好ましい。
また、 本発明においては、 該酸化マグネシウム微粉末中の MgO含有量が 9 8. 00%以上であることが好ましい。
また、 本発明においては、 無機微粉末の含有量 (B) 1、現像剤全体を基準 として、
0. 01質量%≤ Β≤ 2. 00質量%
であることが好ましい。
また、 本発明においては、 無機微粉末の遊離率 (C) 力
0. 1%≤C≤ 5. 0%
であることが好ましい。 '
また、 本発明においては、 正帯電性トナー粒子を水中に分散させた分散液の p Hにおける該正帯電性トナー粒子のゼータ電位と、 同 p Hにおける該無機微 粉末のゼータ電位との差が 4 OmV以下であることが好ましい 9
また、 本発明においては、 現像剤が、 無機微粉末の他にシリカ微粉末を含有 することが好ましい。
また、 本発明においては、 該シリカ微粉末のメタノール/水混合溶媒に対す る濡れ性を 78.0 n mの波長光の透過率で測定した場合、 透過率が 30 %のと きのメタノール濃度 (D) 1
65体積0 /0≤D≤ 80体積0 /0 であること.が好ましい。 ' また、 本発明の現像剤は、 該現像剤の酸価 (Dav) 力
0. 5mgKOH 'g≤Dav≤20. OmgKOH/g
であることが好ましい。
また、 本発明の現像剤は、 コールターカウンターによって 256チャンネル で測定された個数基準の粒度分布において、 ピーク粒度 Xに対する半値幅 Yが 下記式を満足することが好ましい。
2. 06 XX-9. 0≤Y≤ 2. 06 XX- 7. 5
また、 本発明の現像剤は、 現像剤中の THF可溶分のゲルパーミエ一シヨン クロマトグラフィー (GPC) により測定される分子量分布において、 分子量 3000以上 30000以下の領域にメインピークを有し、 分子量 10万以下 のピーク面積が全体のピーク面積に対して 70質量%以上であることが好ま しい。
また、 本発明の現像剤は、 テトラヒドロフラン . (THF) によるソックスレ 一抽出により 16時間抽出した時の該結着樹脂成分の THF不溶分が、
0. 1質量%≤THF不溶分≤50. 0質量% .
、 であることが好ましい。
また、 本発明の現像剤は、 結着榭脂が少なくともスチレン系共重合樹脂を有 することが好ましい。 , また、 本発明の現像剤は、 荷電制御剤を有し、 該荷電制御剤が少なくともト リフヱニルメタン化合物、 四級アンモニゥム塩のうちの一種であることが好ま しい。
また、 本発明においては、 該磁性酸化鉄が、 八面体形状及び Z又は複核形状 を有することが好ましい。 '
また、 本発明においては、 磁性酸化鉄粒子の含有量 (E) 力 結着樹脂 1.0 0質量部に対して、 20質量部≤E≤ 200質量部 ! 含有されることが好ましい。
さらに、 本発明は、 潜像保持体上に形成された静電荷潜像を、 現像剤担持体 上に形成される現像剤層により現像して現像剤画像を形成する現像工程を少 なくとも有する画像形成方法であって、
現像剤層が形成された状態における該現像剤担持体にかかるトルク (T)が、 0. 1 N · m≤T≤ 5 ON · m
であり、
該現像剤が、 少なくとも結着樹脂、 磁性酸化鉄を含有する正帯電性トナー粒 子を少なくとも有する正帯電性現像剤であり、 現像剤の最大圧密応力 5 k P a時における単軸崩壊応力 (U5kPa)
0. 1 k P a≤U5kPa≤ 2. 5 k P a
であり、 該現像剤の最大圧密応力 20 k P a時における単軸崩壌応力 (U20k P a) が、. .
- 2. 5 kP a≤U2kPa≤5. 5 k P a
であることを特徴とする。
また、 本発明の画像形成方法は、 潜像保持体は、 導電性基体と、 該導電性基 体上に少なくともアモ ファス リコンを含む光導電層、 該光導電層上にァモ ルファスシリコン及び/またはァモルファスカーボン及び/またはァモルフ ァスシリコンナイトライドを含む表面保護層を備えることが好ましい。 図面の簡単な説明
図 1は、.本発明の現像剤を用いて画像形成を行うのに好適な画像形成装置の 一例を示す該略図である。
図 2は、 本発明の現像剤を用いて画像形成を行うのに好適な画像形成装置の —例を示す該略図である。 図 3は、 最大圧密応力と単軸崩壊応力の関係を示す図である。 , 図 4は、 コールターマルチサイザ一 I I E (コールターネ土製) において得ら れた 2 5 6チャンネルの粒度分布を示す一例である。
図 5は、 定着装置の概略説明図である。 · 発明を実施するための最良の形態 ' 本発明者らは、 現像剤に使用される構成材料に関して検討を進め、 正帯電性 現像剤の圧密状態下における粉体特性を制御することで、 長期にわたる使用に おいても現像剤が劣化することなく安定した画像品質を得られることを見出 した。
さらに、 本発明者らは、 正帯電性現像剤の圧密状態下における粉体特性は結 着樹脂と磁性酸化鉄を少なくとも含有する正帯電性トナー粒子とシリカ及び 無機微粉末の関係を制御することにより容易に制御できることを見出した。 本発明者らによる検討によると、 圧密状態下における現像剤層の粉体特性が 電子写真プロセスにおける画像形成プ口セスと密接に関わっていることを見 出した。 特に高速印刷により トナー劣化が起こり易いようなシステムにおいて 適用した場合、 高信頼性で且つ安定した画質を得るためには必要不可欠な物性 であることを見出レた。 以下に画像形成プロセスにおける圧密状態下における 現像剤層の粉体特性との関わりを画像形成プロセスと併せて説明する。 . 図 1において、 現像剤担持体 1 0 2の略右半周面は現像剤容器 1 0 6内の現 像剤溜りに常時接触していて、 その現像剤担持体表面近傍の現像剤が現像剤担 持体表面に現像剤担持体内の磁気発生手段 1 0 3の磁力及び Ζ又は静電気力 により付着保持される。 現像剤担持体 1 0 2が回転駆動されるとその現像剤担 持体表面の現像剤層が現像剤規制部材 1 0 4の位置を通過する過程で各部均 —の厚さの薄層 Τ 1として整層化される。 この層厚を規制するために、 強磁性 金属からなる現像剤層厚規制部材としての現像剤規制部材 1 0 4が、 現像剤担 持体 1 0 2の表面から約 2 0 0〜3 0 0 / mのギヤップ幅を持って現像剤担 持体 1 0 2に対向するように垂下されている。 磁気発生手段 1 0 3の磁極 N 1 からの磁力線が現像剤規制部材 1 0 4に集中することにより、 現像剤担持体 1 0 2上に現像剤の薄層 (現像剤層) が形成される。 整層化された現像剤層 T 1 としては、 現像領域 Aにおける現像剤担持体 1 0 2と潜像保持体 (例えば、 感 光ドラム) 1 0 1との間の最小間隙よりも更に薄いものであることが好ましい。 このような現像剤層 T 1により静電潜像を現像する方式の現像装置、 即ち非接 触型現像装置に本発明は特に有効である。 又、 現像剤の帯電は、 主として現像 剤担持体 1 0 2の回転に伴う現像剤担持体表面とその近傍の現像剤溜りの現 像剤との摩擦接触によりなされる。 次に、 現像剤担持体 1 0 2上の上記現像剤 薄層面は現像剤担持体の回転に伴レ、潜像保持体 1 0 1側へ回転し、 潜像保持体 1 0 1と現像剤担持体 1 0 2の最接近部である現像領域 Aを通過する。 この通 過過程で現像剤担持体 1 0 2表面側の現像剤薄層の現像剤が、 潜像保持体 1 0 1と現像剤担持体 1 0 2間に印加した直流と交流電圧による電界により飛翔 し、 現像領域 Aの潜像保持体 1 0 1表面と、 現像剤担持体 1 0 2面との間 (間 隙 α ) を往復運動する。最終的には現像剤担持体 1ひ 2側の現像剤が潜像保持 体 1 0 1表面の表面に潜像の電位パターンに応じて選択的に移行付着して現 像剤像 Τ 2が順次に形成される。
現像領域 Αを通過して、 現像剤が選択的に消費された現像剤担持体表面は現 像剤容器 1 0 6の現像剤溜りへ再回転することにより現像剤の再供 を受け、 現像領域 Aへ現像剤担持体 1 0 2の現像剤薄層 T 1面が移送され、 繰り返し現 像工程が行われる。 現像された現像剤画像は、 中間転写体を介してノ又は介さ ずに転写材に転写され、 その後、 定着工程において定着される。 .
尚、 図 1では、 規制部材 1 0 4として、 現像剤担持体 1 0 2に対向するよう に垂下させた強磁性金属を用いたが、 図 2の如く、 規制部材 1 0 4を弾性体と して現像剤担持体 1 0 2に当接させた構造としても良い。 この画像形成プロセスにおいて、 現像剤担持体 1 0 2の略右半周面即ち、 現 像剤容器 1 0 6内の現像剤溜りは現像剤容器 1 0 6内の現像剤を循環させる ための攪拌部材 1 0 5によって常に攪拌されることである程度シヱァを受け つづける状態となっている。 さらに、 '現像剤が現像剤担持体 1 0 2上に現像剤 の薄層を形成する過程において、 磁極 N 1からの磁力線が規制部材 1 0 4に集 中するため、現像剤が密集してしまい、この状態で薄層の形成が行われるため、 現像剤は非常に大きなシェアを受けることになる。 又、 高速印刷、 高画質化を 目指す方向性は、 現像剤担持体 1 0 2の回転速度を上げる方向や規制部材 1 0 4と現像剤担持体 1 0 2の表面とのギャップ幅を狭める方向であるため、 現像 剤にかかるシェアはさらに増大する。
このように、 現像容器内において現像剤は常に大きなシェアを受けることに なる。 その結果、 現像剤は現像剤容器でのシェア増加による外添剤の埋め込み 等による現像剤劣化が生じやすい。 現像剤の劣化が生じた場合、 現像剤の帯電 量低下による耐久後半の濃度低下が生じやすくなる。 さらに、 現像剤担持体上 に現像剤の薄層を形成する過程においては、 規制部材を通過する際にかかるシ エアによって現像剤担持体上に形成される現像剤の穂立ちが不均一になるた めに、 画質が悪化しやすく、 さらにカプリも悪ィ匕しやすい。 又、 規制部材を通 過する際にかかるシェアによって現像剤劣化を引き起こすため、 耐久後半にお いて濃度低下を生じやすい。
さらに、 感光体への現像過程においても上記のように形成した現像剤担持体 上の不均一な穂立ちが原因で現像領域 Aにおいて、 潜像の電位パターンに必要 以上の現像剤が飛翔する'ことで画質の劣化を引き起こしゃすい。 さらに、 潜像 の電位パターンに必要以上の現像剤が飛翔することにより現像剤消費量が増 加してしまいやすい。
以上のことから、 高速印刷、 高画質ィヒを目指す画像形成過程において圧密状 態下における現像剤層の粉体特性を制御することは極めて重要なことである といえる。 5 即ち、 本発明の現像剤は、 該現像剤の最大圧密応力 5. O kP a時における 単軸崩壌応力が 0. 1〜2. 5 kP aであり且つ該現像剤の最大圧密応力 20. 0 k P a時における単軸崩壊応力が 2. 5〜5. 5 k P aであることを特徴と する。 .
本発明の特徴である最大圧密応力(X) と単軸崩壌応力(U)の関係により、 任意の荷重で圧密された粉体層のほぐれやすさ、 即ち、 密に詰まった現像剤層 の粉体特性 (現像剤粒子間凝集力) を議論することが可能となる。 単軸崩壊応 力 (U) は、 上記画像形成過程において現像剤容器内での攪拌によるほぐれや すさや、 現像剤が規制部材によるシェアを受けながら規制部を通過して現像剤 担持体上に現像剤の穂立ちが形成される際の穂の状況に関係する。 さらに本発 明における最大圧密応力 (X) とは、 現像剤容器内で受けるシェアにより密に 詰まった現像剤にかかる応力を表している。 従って、 最大圧密応力 5. O kP a時における単軸崩壊応力によって、 現像剤に係るシェアが比較的小さい状態 における粉体特性を議論し、 最大圧密応力 20. O kP a時における単軸崩壊 応力によって、 現像剤にかかるシェアが大きい状態における粉体特性を議論す ることができる。 そして、 それら最大圧密応力間における単軸崩壊応力の推移 を評価することで、 画像形成過程における圧密状態下の現像剤層の粉体特性を 表した。
尚、 本発明は最大圧密応力 20. 0 k P a以下での関係に特徴があるわけで ある力 最大圧密応力 20. 0 k P aとは粉体が粉体で存在できる上限に近く、 それ以上の応力がかかる状態を作ると、 現像剤が完全にパッキングしてしまい やすい。 従って、 現像剤の粉体特性を議論するためには最大圧密応力 20. 0 k P a以下で議論することが好ましい。
該現像剤の最大圧密応力 5. 0 k P a時及び 20. 0 k P a時における単軸 崩壊応力が本発明規定の範囲を満たす場合、 現像剤が現像器内でシェアを受け ても、 そのシェアを受け流せるようになり、'現像剤の劣化が抑制される その 為、 印刷速度を上げ場合においても現像剤劣化が生じることなく安定した画像 濃度が得られるようになる。 又、 圧密された状態の現像剤層が規制部材を通過 して磁気穂立ちを形成する際、 シェアを受けた現像剤が適度にほぐされながら 規制部材を通過するようになるため、 均一な穂立ちを安定して形成させること が出来る。 その結果、 現像領域 Aにおいて潜像の電位パターンに必要最小限の 現像剤を飛翔させることが可能となるため、 印刷初期から耐久後半に渡るまで の間の高画質化が図れるだけでなく、 現像剤消費量を低減することも可能とな る。
一方、 該現像剤の最大圧密応力 5 . 0 k P a時における単軸崩壊応力が 2 . 5 k P aよりも大きい、 或いは、 該現像剤の最大圧密応力 2 0 . 0 k P a時に おける単軸崩壊応力が 5 . 5 k P aよりも大きい現像剤は、 圧密状態において 現像剤がほぐれにくい、 即ち粒子間凝集力の大きな現像剤であることを示す。 このような、 現像剤を用いた場合、 上記で述べたような、 画像形成過程にお いて上述したような不具合が生じることになる。
また、 該現像剤の最大圧密応力 5 . 0 k P a時における単軸崩壊応力が 0 . 1〜2 . 5 k P aであり且つ該現像剤の最大圧密応力 2 0 . O k P a時におけ る単軸崩壊応力が 2 . 5 k P aよりも小さい現像剤は、 粒子間凝集力が非常に 小さい現像剤であることを示す。 このような現像剤を用いた場合、 現像器内で のシェアはかからなくなるが、 現像剤担持体の表面と現像剤との摩擦力が小さ くなりすぎるために、 摩擦によって生じる帯電量を十分に得'ることが出来なぐ なる。 従って、 現像性の悪ィ匕が生じ、 さらに画質の低下も生じる。 又、 このよ うな現像剤を用いた場合、 粒子間凝集性が低すぎることで、 高速印刷を目的に 現像剤担持体の回転速度を上げた場合に現像器内からの現像剤の噴き出しが 顕著に見られるようになる。
さらに、 このような現像剤を用いた場合、 現像剤が嵩高くなることにより、 現像剤容器内への充填量が減少し、 現像容器の容量当りの印刷可能枚数^減少 する。 これは現像器の小型化の観点から見ると好ましくない。
以上のように、 現像剤の圧密状態下における粒子間凝集性の指標を上記関係 + 式の範囲に制御することで、 長期にわたる使用においても現像剤が劣化するこ となく、 高耐久、 高信頼、 高画質を満足する現像剤を提供することが可能とな る。
ここで、 得られた最大圧密応力 (X) と単軸崩壊応力 (U) とはシェアスキ ヤン TS— 12 (S c i— Te c社製) により測定したものであり、 シェア スキャンは P r o f . V i r e n d r a M. Pu r iによって書かれた 'CHARACTERIZING POWDER FLOWABILITY (2002. 01. 24発表) ' 記載 のモーノレク一口ンモデルによる原理で測定を行う。
具体的には、 断面方向に直線的に剪断力を付加できる直線せん断セル (円柱 状, 直径 80mm, 容量 140 cm3) を使用し室温環境(23°C, 60%RH) にて測定を行った。 このセルの中に現像剤を入れ、 2. 5 k P aになるように 垂直荷重をかけ、 この垂直荷重における最密な充填状態となるように圧密粉体 - 層を作成する (この圧密^態を圧力を自動で検知し個人差なく作成できる点で シェアスキャンによる測定が本発明においては好ましい。)。 同様に、 垂直荷重 を 5. O kP a及ぴ 10. 0 k P aとした圧密粉体層を形成する。 そして、 各 垂直荷重で形成したサンプルに圧密粉体層を形成した際にかけた垂直荷重を 継続してかけながら徐々にせん断力を加え、 その際のせん断応力の変動を測定 する試験を行い、 定常点を決定する。 定常点に到達したとの判断は、 上記試験 において、 せん断応力の変位と垂直荷重をかけるための荷重印加手段の垂直方 向の変位が小さくなり、 両者が安定した値を取るようになったとき定常点に到 達したものとする。 次に、 定常点に到達した圧密粉体層から徐々に垂直荷重を 除荷し、各荷重における破壊包絡線(垂直荷重応力 V sせん断応力のプロット) を作成し、 Y切片及び傾きを求める。 モ^"ルクーロンモデルによる解析におい て、単軸崩壊応力及び最大圧密応力は下記式で表され、上記 Y切片は「凝集力」 となり、 傾きが 「内部摩擦角」 になる。 . 単軸崩壊応力 =2c (1+sin φ )ん os φ
最大圧密応力 =((Α- (A2sin20-て ssp 2cos2 )。'5)/cos2(i)) X (1+sin φ )-(c/tan φ ) (A=assp+(c/tan(i)), c=凝集力、 ψ=内部摩擦角、 て ssp=c+ σ ssp X tan φ、 σ ssp= 定常点における垂直荷重)
各荷重において算出した単軸崩壊応力と最大圧密応力をプロット (F 1 o w Fun c t i o n P l o t) し、 そのプロットに基づき直線を引く。 この直 線より、 単軸崩壊応力 5. O k P a及び 20. 0 k P a時の最大圧密応力を求 める。
本発明においては、 該現像剤の最大圧密応力 5. 0 k P a時における単軸崩 壊応力を 0. l kP a〜l. 5 k P aに制御し、 最大圧密応力 20. 0 k P a 時における単軸崩壊応力を 2. 5 k Pa〜5. 5 k P aに制御することが重要 である。その制御手段には、特にこだわらないが、例えば、以下のようにして、 最大圧密応力と単軸崩壊応力とを制御することができる。
本発明者らが、 トナーに使用される構成材料に関して検討を進めた結果、 例 えば、 結着樹脂と磁性酸ィ匕鉄を少なくとも有するトナー粒子に適当な添加剤を 外添することで、 圧密状態下における正帯電性現像剤の最大圧密応力 (X) と 単軸崩壊応力 (U) の関係を制御できることがわかった。
具体的には、 正帯電性トナー粒子を水中に分散させた分散液の pHにおける ゼータ電位に関して、 正帯電性トナー粒子のゼータ電位との差が 4 OmV以下 であるようなゼータ電位を有する無機微粉末を外添剤として添加することが 好ましい。 正帯電性トナー粒子を 中に分散させた分散液の p Hにおける正帯 電性トナー粒子のゼータ電位とは、 その p Hにおけるトナー粒子の粉体の表面 電荷密度を表している。 従って、 ゼータ電位の差が絶対値で 4 OmV以下であ る正帯電性トナー粒子と無機微粉末とを用いるということは、 トナー粒子表面 の表面電荷密度とほとんど等価の表面電荷密度を持つ無機微粉末を使用する ことを意味する。 一般的にトナー粒子に無機微粉末を添カ卩した場合、 ファンデ ルヮールスカのような分子間力、 静電引力、 液架橋力等が発生することが知ら れている。 このような引力が働いているトナー粒子と無機微粉末とのそれぞれ の表面の電荷密度を等価に制御することで、 トナー粒子と無機微粉末に働く引 力を緩和する方向に反発力を作用させることが出来るために現像剤粒子間凝 集力 低下させることが出来る。 従って、 本発明の特徴である該現像剤の最大 圧密応力 5 . 0 k P a時における単軸崩壊応力が 0 . 1〜2 . 5 k P aであり 且つ該現像剤の最大圧密応力 2 0 . 0 k P a時における単軸崩壊応力が 2 . 5 〜5 . 5 k P aに制御することが容易となる。
正帯電性トナー粒子と無機微粉末のゼータ電位の差が 4 O mVよりも大き. い場合、 上記で説明した引力を緩和させる作用が生じないために粒子間凝集力 が大きくなる。 従って、 現像剤は現像剤容器でのシェア増加による外添剤の埋 め込み等による現像剤劣化が生じる。 その結果、 現像剤の帯電量低下による耐 久後半の濃度低下が生じる。 さらに、 現像剤担持体上に現像剤の 層を形成す る過程においては、 規制部材を通過する際にかかるシェアによって現像剤担持 体上に形成される現像剤の穂立ちが不均一になるため、 画質が悪ィ匕し、 さらに · カプリも悪化する。 又、 規制部材を通過する際にかかるシェアによっても現像 剤劣化が生じるために耐久後半の濃度低下を生じる。
さらに、感光体への現像過程においても上記のように形成した現像剤担持体 上の不均一な穂立ちが原因で現像領域 Aにおいて潜像の電位パターンに必要 以上の現像剤が飛翔することで、 画質の劣化を引き起こす。 さらに、 潜像の電 位パターンに必要以上の現像剤が飛翔することにより現像剤消費量も悪ィ匕す る。 .
以下に本発明で測定したゼータ電位の測定方法を示す。
トナー粒子及び無機微粉末のゼータ電位は、 超音波方式ゼータ電位測定装置 DT— 1200 (D i s p e r s i o n Te c hn o l o g y社製) を用い て測定を行った。分散液として純水を用い、 トナー粒子或いは無機微粉末の 0. 5 V o 1 %水溶液を調製した。 必要に応じてゼータ電位に影響を及ぼさないノ ユオン系の分散剤を粒子濃度に対して' 0. 4質量%添加する。 その後、 超音波 分散機にて 3分間分散させた後、 10分間脱泡しながら攪拌しトナー粒子或い は無機微粉末の分散液とした。 トナー粒子の測定時には、 このトナー分散液を 用いて、ゼータ電位の測定を行った。この際、同時に分散液の pHを測定した。 無機微粉末のゼータ電位を測定する際には、 先ず、 無機微粉末分散液を 1モル Zリットル一 HC 1水溶液または 1モル Zリットルー K O H水溶液で滴定し た。 それから、 トナー粒子の分散液の pH値に調整するのに必要な 1モル/リ ットルー HC 1水溶液または 1モル/リットルー KOH水溶液を無機微粉末 の分散液に加えて、 ,トナー粒子の分散液と同じ pH値に調整した後、 上記装置 を用いてゼータ電位を測定した。
また、 無機微粉末としては、 酸化亜鉛、 アルミナ、 酸化マグネシウムから選 ばれる少なくとも 1種の酸化物を使用することが正帯電性トナー粒子表面の 表面電荷密度と無機微粉末の表面竃荷密度の差を小さくなる方向に制御する ことが容易であるため、 正帯電性トナー粒子'表面においてトナー粒子間凝集力 を緩和する効果が効果的に発揮できる点で好ましい。
中でも、 酸化マグネシウム微粉末がより好ましく、 本発明の凝集力の緩和効 果を効率良く発現するためには、 異種金属の混入や、 結晶格子欠陥が少ない酸 化マグネシウム結晶、 すなわち 純度の酸化マグネシウム微粉末を用いること が特に好ましい。 酸化マグネシウム微粉末の純度は、 酸化マグネシウム微粉末 の X線回折ピークの半値幅を用いて見積ることができる。
酸ィ匕マグネシウム微粉末は、 CuKa線を用いた X線回折において、 ブラッ グ角 (20 ±0. 2 d e g) の 42. 9 d e gに、酸化マグネシウム結晶の( 2 00) 面による特徴的なピークを有し、 且つ該ブラクグ角—(20 ±0. 2 d e g) =4 2. 9 d e gにおける X線回折ピークの半値幅が 0. 40 d e ^以下 ■ であることが好ましい。 該 X線回折のピーク半値幅が 0. 40 d e g以下であ ることは、 酸ィ匕マグネシウムの結晶性が高い、 すなわち異種金属の混入や、 格 .子欠陥等が少なく、 酸化マグネシウム結晶の単一†生が強く、 高純度であること を示す。
該 X線ピーク半値幅が 0. 40 d e gより大きいことは、 結晶性が悪い、 す なわち酸化マグネシウム結晶の純度が低いことを示す。 つまり、 異種金属の混 入や結晶格子欠陥により、 結晶格子が歪むことにより、 X線回折ピークがプロ ードとなって現れる。 このような酸ィ匕マグネシウム微粉末の場合、 異種金属に よる帯電のリークが生じ易く、 本発明における静電的な凝集力緩和効果を十分 に得ることが出来ない。 また、 結晶格子欠陥により耐 7性が弱くなり、 吸湿に よる水和が生じ、 上記の凝集力緩和効果が得られない。 同時に、 形状が不均一 になり易く、 粒度分布がブロードになる等、 物性の制御が困難になる。
本発明における X線回折測定は C uKa線を用い次の条件で測定したもの である。
[サンプル調製]
1) 50 Om lのビーカーに現像剤 3 gに対し、 20 Om 1のメタノールを加 える。
2) 超音波で 3分間分散させ、 外添剤を遊離させる。
3) ビーカーの裏から磁石を当て、 磁性トナー粒子を捕捉した状態で、 遊離し た外添剤を含むメタノール上澄み液を分離する。
4 ) 上澄み液を分離した後、 ビーカー内の磁性トナー粒子に再ぴメタノールを 200m l加え 2)、 3) の操作を 3回繰り返す。
5) 分離したメタノール上澄み液を目開き 2 /zmのメンブランフィルタ一によ 真空ろ過を行い固形分を回収し、 外添剤サンプノレを得た。
[X線回折測定条件] 使用測定機: リガク社製 Z試料水平型強力 X線回折装置 (R I N T TTR I 管球: C u
平行ビーム光学系
電圧: 50 k V
電流: 30 OmA
開始角度: 30°
終了角度: 50°
サンプリング幅: 0. 02°
スキャンスピード: 4. 00° /mi n
発散スリット:開放
発散縦スリット: 10 mm
散乱スリット:開放
受光スリット: 1. Omm
得られた X線回折ピークの帰属及び半値幅の算出は、 リガク社製解析ソフト 一「 J a d e 6」 を用いて行った。
上記酸化マグネシゥム微粉末は、 現像剤の酸価が 0. 5〜20. OmgKO HZg、 好ましくは 1. 0〜: L O. OmgKOH/g、 特に好ましくは 3. 0 〜7. OmgKOH/gである時に1特に効果を発揮する。
現像剤の酸価をこの範囲に制御することで、 正帯電性トナー粒子表面のカル ポキシル基と酸ィ匕マグネシウム微粉末表面との親和性が向上し、 確実にトナー 粒子表面に酸化マグネシゥム微粉末を存在させることが可能となる。 その結果、 トナー粒子からの酸化マグネシゥム微粉末の遊離率を最適な範囲に制御する ことが可能となり、 現像剤間の凝集力緩和効果が最も効率的に誘起される。 さ らに、 酸価の範囲を制御することでトナー粒子表面の正帯電性をより均一にす ることが出来、 その結果、 現像剤表面の正帯電性もより均一となり、 現像剤間 の凝集性をさらに緩和させることが可能となり、 高精細な画像を長期間安定的 に得る事が出来る。
現像剤の酸価が 0. 5mgKOHZg未満の場合、 トナー粒子表面と酸化マ グネシゥム微粉末との間の親和性が減少するだめに、 トナー粒子表面からの酸 化マグネシウム微粉末の脱離が生じやすくなる。 その結果、 現像剤間の凝集力 を緩和する効果が得られない。 又、 酸価が 2 0. OmgKOH/gを超える場 合、 トナー粒子表面と酸ィ匕マグネシウム微粉末の間の親和力が大きくなりすぎ て、現像剤間の凝集力を緩和する効果が得られなくなる。さらに、酸価が 20. 0 m g KOH/ gを超える場合には正帯電性現像剤に適用した場合、 トナー粒 子中の結着樹脂の負帯電性が強くなり画像濃度が低下しカブリが増加する傾 向がある。
上記の如き酸化マグネシゥム微粉末を用レ、た場合には、 高速の現像システム においても環境に依存することなく尾引きの無い画質を長期間安定して得る ことが可能となり、 さらに濃度低下、 カプリなどが起こりにくくなる。
また、 酸化マグネシウム微粉末は体積平均粒径 (D v) が 0. 1〜2. 0 μ mであることが好ましく、 より好ましくは 0. 9〜2. 0 μ πιであり、 更に好 ましく 1. 0〜1. 5 μ mである。 又、 該体積平均粒径の 1 / 2倍径以下の 粒径を有する酸ィ匕マグネシウム微粉末の体積分布累積値が 1 0. 0体積%以下 が好ましく、 より好ましくは 7. 0体積%以下である。 また、 該体積平均粒径 の 2倍径以上の粒径を有する酸化マグネシウム微粉末の体積分布累積値に関 レては、 1 0. 0体積%以下が好ましく、より好ましくは 7. 0%以下である。 体積平均粒径が 0. l mよりも小さレヽ酸化マグネシゥム微粉末は、 トナ一粒 子への流動性付与の面で不利となり、 その結果、 現像剤の粒子間凝集性が高ま り、 耐久後半に濃度が低下する。 また体積平均粒径が 2. Ο μ πι以上の場合、 酸ィ匕マグネシゥム微粉末の粒径が大きくなることでトナー粒子から遊離しゃ すくなるため、 凝集性の緩和効果が十分得られず好ましくない。 さらに、 該体 積平均粒径の 1ノ 2倍径以下の体積分布累積値が 10体積%以上、 該体積平均 粒径の 2倍径以上の体積分布累積値が 10体積%以上であると粒度分布がブ ■ ロードとなり、 上記の弊害が生じ易くなるため、 現'像剤の凝集性の緩和効果が 十分に得られない。
酸化マグネシゥム微粉末の体積平均粒径が 0. 1〜2. O /zmであり、 該体
+ 積平均粒径の 1Z 2倍径以下の体積分布累積値が 10体積%以下、 該体積平均 '粒径の.2倍径以上の体積分布累積値が 10体積%以下の粒度分布を達成する 手段としては一般的な分級装置を用いることが可能であり、 特に制限は無い。 本発明の現像剤における酸化マグネシゥム微粉末の粒度分布の測定装置と しては、 レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置 LA— 920 (HOR I BA 製) を用いた。 測定方法としては、 分散液となるイオン交換水 20 Om 1に、 サンプル濃度が透過率 80%前後になるようにサンプルを数 mg入れる。 そし て、 この分散液を超音波分散機で 1分間分散処理し、 酸化マグネシウム微粉末 と水の相対屈折率を 1. 32に設定して前記測定装置より、 酸化マグネシウム 微粉末の体積基準の粒度分布を測定し、 体積平均粒径、 該体積平均粒径の 1 2倍径以下の体積分布累積値及び、 該体積平均粒径の 2倍径以上の体積分布累 積値を求めた。
また、 本発明の現像剤における酸化マグネシウム微粉末の等電点は 8〜14 が好ましく、 より好ましくは 9〜 14、 特に好ましくは i 2〜: 14である。 酸 化マグネシゥム微粉末の等電点が 8より低レ、場合、 酸ィ匕マグネシクム微粉末の 正帯電能が低下するため、 凝集性の緩和効果は減少する。 また、 現像剤の帯電 性が不均一になるためカプリが発生し易くなる。'
酸化マグネシウム微粉末の等電点はゼータ電位より求められる。 本発明では、 酸化マグネシゥム微粉末のゼータ電位を超音波方式ゼータ電位測定装置 D T -1200 (D i s p e r s i o n Te c hn o l o g y社製) を用いて測 定を行った。 分散液として純水を用い、 酸ィ匕マグネシウム微粉末の 0. 5Vo 1 %水溶液を調整し、 超音波分散機 (S o n i c &Ma t e r i a 1 s 製 VCX— 750) にて 3分間分散させた後、 約 10分間脱泡しながら撹拌し分 散液とした。 上記装置を用いてこの分散液のゼータ電位の pH変化のグラフを 播き、 グラフより等電点を算出する。 なお、 等電点とは、 ゼータ電位が 0にな るときの pHの値である。
また本発明で用いられる酸ィ匕マグネシウム微粉末の比表面積は 1. 0〜15. Om2/gであることが好ましい。
比表面積が 15. 0 m gよりも大きな場合、酸ィ匕マグネシゥム微粉末がト ナー粒子中に埋め込まれ易くなる、 すなわち現像剤劣化が生じ易くなる。 さら に、 高湿環境下において吸湿量が多くなり、 帯電が低下し耐久後半に濃度が低 下する。 また比表面積が 1. 0m2Zgよりも小さい場合、現像剤に十分な流動 性が得られず濃度薄などの問題が生じ易くなる。
B E T比表面積の測定法としては、 B E T比表面積法に従って、 比表面積測 定装置ジェミニ 2375 (島津製作所) を用いて、 試料表面に窒素ガスを吸着 させ、 BET比表面積多点法を用いて比表面積を計算した。 .
また本発明で用いられる酸化マグネシゥム微粉末粒子中の M g O含有量は 98. ひ0%以上が好ましく、 より好ましくは 99. 90%以上でぁる。 1^§ Oの含有量が 98. 00 %より低い、 すなわち M g Oの純度が低レ、と酸化マグ ネシゥム微粉末による凝集力の緩和効果が十分に得られず好ましくない。
又、 粒子間凝集力緩和を効果的に発揮し、'且つトナー粒子表面に均一に無機 微粉末を存在する上で、 無機微粉末の遊離率が 0. :!〜 5. 0%の範囲内であ ることが好ましく、 2. 0〜4. 0%であることより好ましく、 2. 5〜3. 5%であることが特に好ましレ、。 遊離率が 5. 0%より大きい場合、 現像剤が 適正な帯電性能を得られなくなり好ましくない。 さらに、 トナー粒子表面近傍 に存在する無機微粉末の量が減少するために、 粒子間凝集力を緩和する効果が 減少する。 · 遊離率を適切な範囲に制御するためには、 公知の外添方法において、 外添条 件を調整することによって達成できる。 撹拌装置としては、 ヘンシェルミキサ 一やホモジナイザー等を用いることができ、 より好ましくは、 ヘンシェルミキ サーを使用できる。 外添強度は回転数、 バッフル版の角度及び撹拌時間を制御 して調節し、 他の外添剤との相互作用も十分に考慮して、 無機微粉末の遊離率 をコントロールする必要がある。
本発明において無德微粉末のトナー粒子からの遊離率は、 パーティクルアナ ライザ一 (PT 1000 :横河電機 (株) 製) により測定した。 パーティクル アナライザ一は、 トナー等の微粒子を一個ずつプラズマへ導入し、 微粒子の発 光スぺクトルから発光物の元素、 粒子数、 粒子の粒径を知ることが出来る装置 であり、 J a p a n Ha r d c o p y 97論文集の 65〜 68頁に記載の原 理で測定を行う。 具体的には、 温度 23°C, 湿度 60%の環境下で一晩放置す ることで調湿したトナーサンプルを上記環境下で 0. 1 %酸素含有のへリウム ガスを用いて測定する。 即ち、 チャンネル 1で炭素原子 (測定波長 247. 8 6 nm)、 チャンネル 3でアルミニウム原子 (測定波長 396. 1 5 nm) を 測定し、 1回のスキャンで炭素原子の発光数が 1000〜 1400個となるよ うにサンプリングを行い、 炭素原子の発光数が総数で 10000以上となるま でスキャンを繰り返し、 発光数を積算する。 そして、 その時のアルミニウム原 子のみの発光数をカウントすることで遊離したアルミナの個数とする。 又、 こ のときのノイズカットレベルは 1. 50Vとする。 次に、 遊離率の考え方に関 し説明する。 例えば、 無機微粉末としてアルミナを添加したトナー粒子をブラ ズマに導入した場合を考えるが、 プラズマに導入した際に、 結着樹脂の構成元 素である炭素の発光とアルミナに由来するアルミニウム原子の発光がそれぞ れ観察される。 その時、 炭素原子の発光から、 2. 6ms e c以内に発光した アルミニウム原子を同時発光した原子とし、 それ以降のアルミニウム原子の発 光はアルミニウム原子のみの発光とした。 炭素原子とアルミニウム原子が同時 に発光するということは、 アルミナがトナー粒子表面に付着しているこ έとを意 味し、 アルミニウム原子のみの発光は、 アルミナがトナー粒子から遊離してい ることを意味する。
さらに、 前記の無機微粉末は、 その含有量が現像剤全体の 0 . 0:!〜 2 . 0 質量%であることが好ましい。 2 . 0質量%を超える場合、 現像剤が適正な帯 電性能を得られなくなり、 粒子間凝集力を緩和する効果が減少する。
また、 無機微粉末は、 公知の処理剤にて表面処理を施して使用しても良い。 また、 本発明の現像剤においては、 粒子間凝集性緩和のため無機微粉末を添 加することが好ましいが、 更に、 帯電安定性、 現像'性、 流動性、 耐久性向上の ためシリカ微粉末を添加することがより好ましい。 又、 トナー粒子表面への現 像剤への流動性付与能が高く、 一次粒子の個数平均粒径の小さいシリカ微粉末 を無機微粉末と併用す'ることで、.無機微粉末をトナー粒子表面に均一に分散さ せることが可能であることが判明した。 無機微粉末が均一に分散していない場 合、 粒子間凝集力への緩和効果に偏りが生じ、 現像剤の高速印刷に対する劣化 が進行しやすくなる。 その結果、 現像剤の帯電量低下による耐久後半の濃度低 下が生じる。 さらに、 現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成する過程において は規制部材を通過する際にかかるシェアによつて現像剤担持体上に形成され る現像剤の穂立ちが不均一になるために画質が悪ィ匕し、 さらにカプリも悪ィ匕す る。 又、 規制部材を通過する際にかかるシェアによって現像剤劣化を き起こ すために耐久後半の濃度低下を生じる。 シリカ微粉末としては、 B E T比表面. 積が 7 0〜1 3 O n^Z gであることが好ましい。 .
さらに、 無機微粉末が均一に分散していない場合、 感光体への現像過程にお いても現像剤担持体上の不均一な穂立ちが原因となり、 現像領域 Aにおいて潜 像の電位パターンに必要以上の現像剤が飛翔することで、 画質の劣化を引き起 こす。 さらに、 潜像の電位パターンに必要以上の現像剤が飛翔することにより 現像剤消費量も悪化する。 シリカ微粉末としてはケィ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された いわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、 及び水ガラス等 から製造されるいわゆる湿式シリカの兩者が使用可能である。 尚、 表面及ぴシ リカ微粉末の内部にあるシラノール基が少なく、 また N a 20、 S 03—等の製造 残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。 また乾式シリカにおいては、 製造ェ 程において、 例えば、 塩ィヒアルミニウム、 塩ィ匕チタン等他の金属ハロゲン化合 物をケィ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、 シリカ微粉末と他の金 属酸化物の複合微粉末を得ることも可能である。 本件におけるシリカ微粉末と してはそれらも包含する。
また本発明においてシリカ微粉末は、 疎水化処理されたものであることが好 ましい。 シリカ微粉末を疎水化処理することによって、 シリカ微粉末の高湿環 境における帯電性の低下を防止し、 シリカ微粉末が表面に付着したトナー粒子 の摩擦帯電量の環境安定性を向上させることができる。 その結果、 現像剤とし ての画像濃度、 カプリ等の現像特性の環境安定性をより高めることができる。 本発明においてシリカ微粉末は、 メタノール Z水混合溶媒に対する濡れ性を 7 8 0 n mの波長光の透過率で測定した場合、 透過率が 8 0 %の時のメタノール 濃度が 6 5〜8 0体積%の範囲内であることが好ましい。
透過率が 8 0 %のときのメタノール濃度が 8 0体積%を超えるような場合、 含有するトナーがチャージアップしやすくなり好ましくない。 又、 透過率が 8 0 %のときのメタノール濃度が 6 5体積%よりも低いような場合、 空気中の水 分の影響を受けやすくなり、 トナーとしての良好な現像性が得られにくい。 ' 本発明においては、 前記透過率及ぴメタノール濃度の関係、 すなわち.シリ力 微粉末の濡れ性、 すなわちシリカ微粉末の疎水特性は、 メタノール滴下透過率 曲線を用いて測定する。 具体的には、 その測定装置として、 例えば (株) レス 力社製の粉体濡れ性試験機 WE T— 1 0 0 Pが挙げられ、 具体的な測定操作と しては、 以下に例示する方法が挙げられる。 まずメタノール 6 0体積%と水 4 0体積%とからなる含水メタノール液 7 O m lを容器中に入れ、 その測定用サンプル中の気泡等を除去するために超音 波分散器で 5分間分散を行う。 この中に検体であるシリカを 0 . 5 g精秤して 添加し、 現像剤の疎水特性を測定するためのサンプル液を調製する。
次に、 この測定用サンプル液を 6 . 6 7 s—1の速度で攪拌しながら、 メタノ ールを 1 . 3 m l / i n . の滴下速度で連続的に添加し、 波長 7 8 0 n mの 光で透過率を測定し、 メタノール滴下透過率曲線を作製する。 尚、 この測定に おいて、 フラスコとしては、 直径 5 c mの円形で、 厚さ 1 . 7 5 mmのガラス 製のものを用い、 マグネティックスターラーとしては、 長さ 2 5 mm、 最大径 8 mmの紡錘形でありフッ素樹脂コーティングを施されたものを用いた。
疎水化処理の処理剤としては、 シリコーンワニス、 各種変性シリコーンヮニ ス、 未変性のシリコーンオイル、 各種変性シリコーンオイル、 シラン化合物、 シランカップリング剤、 その他有機ケィ素化合物、 有機チタン化合物の如き処 理剤を単独で用いても、 併用しても良い。 その中でも、 窒素元素を有する置換 基 (特には、 アミノ基) を有するシラン化合物、 シリコーンオイルで処理する ことが、 帯電性の面から好ましい ς
但し、 アミノ基を有するシラン化合物は、 シリカに正帯電性を付与すること に大きく寄与しており、 処理量が多いと正帯電性が強くなるが、 ァミノ基の親 水性により吸湿^生が増大する。 そのため、 シラン化合物'を使用する場合は、 シ リコーンオイルと併用して処理する方が好ましい。 尚、 処理は公知の方法に従 つて行うこ^ができる。
また、 本発明の最大圧密応力と単軸崩壌応力の関係を満足させる現像剤を製 造するためには、 現像剤のコールターカウンターによって 2 5 6チャンネルで 測定された個数基準の粒度分布において、 ピーク粒度 Xと半値幅 Υの関係が、
2 . 0 6 X X - 9 - 0≤Υ≤ 2 . 0 6 X X - 7 . 5
を満足することがよい。 尚、 ピーク粒度 Xは、 頻度が最大となるチャンネルの中心値であり、 半値幅 Yは、 最大頻度の半分である頻度を含む 2つのチャンネルの中心値の差である。 コールターカウンターによって 2 5 6チャンネルで測定された個数基準の 粒度分布において、 ピーク粒度 Xに対する半値幅 Yの関係が Y > 2 . 0 6 X X 一 7 . 5の場合、 この現像剤はピーク粒度 Xの累積個数に比べ他の粒度の累積 個数が多い、 いわゆる粒度分布のブロードな現像剤であることを意味する。 こ のような現像剤の場合、 現像剤の帯電分布にばらつきが生じ粒子間凝集性が高 まる傾向にある。 その結果、 現像剤は現像剤容器でのシェア増加による外添剤 の埋め込み等による現像剤劣化が生じやすくなり、 耐久後において濃度低下が 生じやすくなる。 さらに、 現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成する過程にお いては規制部材を通過する際にかかるシェアによって現像剤担持体上に形成 される現像剤の穂立ちが不均一になりやすく、 画質が低下し、 さらにカプリも 生じ易くなる傾向にある。 又、 規制部材を通過する際にかかるシェアによって 現像剤劣化が生じやすく、 耐久後において濃度低下を生じやすくなる。
さらに、 現像剤担持体上の不均一な穂立ちが原因で現像領域 Αにおいて潜像 の電位パターンに必要以上の現像剤が飛翔することで、 画質の低下が生じる場 合があり、 さらに、 潜像の電位パターンに必要以上の現像剤が飛翔することに より現像剤消費量が増加する場合もある。 又、 コーノレターカウンターによって 2 5 6チャンネルで測定された個数基準の粒度分布において、 ピーク粒度 Xに 対する半値幅 Yの関係が Yく 2 . 0 6 X X— 9 . 0の場合、 この現像剤は粒度 分布が非常にシャープであることを意味する。 粒度分布のシャープな現像剤は 帯電が均一であるため粒子間凝集性が低下し、 このような現像剤を用いた場合、 現像器内でのシ アは弱くなる。 し力 しながら、 現像剤担持体の表面と現像剤 との摩擦力が小さくなりすぎるために、 摩擦によつて生じる帯電量を十分に得 ることが出来にくくなる。 従って、 現像性の悪化が生じ、 さらに画質の低下も 生じやすい。 又、 このような現像剤を用いた場合、 粒子間凝集性が低すぎるこ とで、 高速印刷を目的に現像剤担持体の回転速度を上げた場合に現像器内から の現像剤の嘖き出しが生じやすくなる。
さらに、 粒度分布のシャープな現像剤を得る場合には分級工程で微粉体と粗粉 体を大幅にカツトすれば製造することは可能ではあるが、 所望の粒度分布をも つトナー粒子の収率が低くなり製造上現実的とはいえない。
さらに、 本発明の現像剤は酸価が 0. 5〜20. OmgKOHZgであるこ とが好ましく、 1. 0-1 0. OmgKOHZgであることがより好ましく、 3. 0〜7. OmgKOH/gであることが特に好ましい。 現像剤の酸価をこ の範囲に制御することで、 正帯電性トナー粒子表面のカルボキシル基と無機微 粉末表面との親和性が向上し、 確実にトナー粒子表面に無機微粉末を存在させ ることが可能となる。 その結果、 現像剤粒子間凝集力を緩和するための反発力 が効率良く発現し、 現像剤の圧密状態でのほぐれやすさが向上する。 現像剤の 0. 5mgKOH/g未満の場合、 トナー粒子表面と無機微粉末との間の親和 性が減少するために、 トナー粒子表面からの無機微粉末の脱離が生じやすくな る。 その結果 粒子間凝集力を緩和する効果が減少し、 圧密状態下の現像剤の , ほぐれやすさが悪ィ匕する。 又、 酸価が 20. OmgKOH/gを超える場合、 トナー粒子表面と無機微粉末の間の親和力が大きく.なりすぎて、 粒子間凝集力 を緩和する効果が小さくなる。 さらに、 酸価が 20. OmgKOHZgを超え る場合には正帯電性トナーに ¾用した場合、 トナー粒子中の結着樹脂の負帯電 性が強くなり画像濃度が低下しカプリが増加する傾向がある。 '
また、 本発明の現像剤は、 1 6時間ソックスレー抽出した時の結着樹脂成分 のテトラヒドロフラン (THF) 不溶分量が 0. 1〜50. 0質量%であるこ とが好ましい。 より好ましくは 1 0. 0〜50. 0質量%であり、 さらに好ま しくは 20. 0〜50. 0質量%である。
THF不溶分は現像剤の耐久強度を維持する役目があり、 高速機に適用した 場合に現像剤劣化 (外添剤の埋め込みなど) を防止するためには重要である。 05021636
27 さらに、 THF不溶分は定着ローラーなどの加熱部材からの良好な離型性を発 現するために有効な成分であるため高速機に適用された場合、 定着ローラーな どの加熱部材への現像剤のオフセット量が低減する効果がある。 50. 0質 量%を超える場合には、 定着性が悪ィ匕するだけでなく、 現像剤中に原材料の分 散性が悪ィヒし帯電性が不均一になる傾向があり、 現像剤粒子間凝集力を悪ィ匕さ せる原因となる。
また、 本発明の現像剤は THF可溶分の GP C.による分子量分布で分子量 3 000〜 30000の領域にメインピークを有し、 分子量 10万以下のピーク 面積が全体のピーク面積に対して 70〜100質量%であるものが良い。
分子量 3, 000〜.30, 000の領域にメインピークを持つことにより、 現像剤中の原材料の分散性が良好となる。 その結果、 帯電性が均一になり、 現 像剤粒子間凝集力が緩和される。 さらに分子量 3, .000〜30, 000の領 域にメインピークを持つことにより良好な低温定着性及び耐ブロッキング性 を達成できる。 さらに、 高速印刷時の現像剤の耐久性に優れるため、 現像剤劣 化が生じない。 メインピークが分子量 3, 000未満の場合には、 耐ブロッキ ング性が悪化するだけ はなく、 高速印刷時の現像剤劣化が生じ画像濃度の低 下、 画質の低下が見られる。 メインピークが分子量 30, 000を超える場合 には十分な定着性を得ることが出来ない。 さらに、 トナ一粒子製造時に現在量 分散性が悪化し、 帯電が不均一になり現像剤粒子間凝集力が悪化する。 又、 分 子量 10万以下のピーク面積が全体のピーク面積に対レて 70%未満の場合、 十分な定着性を達成することができない。
本発明における結着樹脂の種類としては、 スチレン系単重合樹脂、 スチレン 系共重合樹脂、 ポリエステル樹脂、 ポリオール樹脂、'ポリ塩化ビニル樹脂、 フ エノール樹脂、 天然変性フエノール樹脂、 天然樹脂変性マレイン酸樹脂、 ァク リル樹脂、 メタクリル樹脂、 ポリ酢酸ビニル、 シリコーン樹脂、 ポリウレタン 樹脂、 ポリアミ ド樹脂、 フラン樹脂、 エポキシ樹脂、 キシレン樹脂、 ポリビ- ルプチラール、 テルペン樹脂、 クマロンインデン榭脂、 石油系樹脂が挙げられ る。
本発明の結着樹脂は、 正帯電性トナー粒子に使用される点、 無機微粉末との 親和性を容易に制御できるという点からもスチレン系共重合樹脂であること が好ましい。 さらに、 スチレン系共重合樹脂は、 カルボキシル基含有樹脂とグ リ.シジル基含有樹脂の混合物あるいは反応物であっても良 、。
スチレン系共重合樹脂のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、 ビ -ルトルエンの如きスチレン誘導体;ァクリル酸; ァクリル酸メチル、 ァクリ ル酸ェチル、 アタリル酸プチル、 アタリル酸ドデシル、 アタリル酸ォクチル、 アタリノレ ¾ 2—ェチルへキシル、 アクリル酸フエ-ルの如きアクリル酸エステ ル;メタタリル酸; メタクリル酸メチル、 メタタリル酸ェチル、 メタクリル酸 ブチル、 メタタリル酸オタチルの如きメタクリル酸エステル;マレイン酸;マ レイン酸ブチル、 マレイン酸メチル、 マレイン酸ジメチルの如き二重結合を有 するジカルボン酸エステル;アクリルアミ ド;アクリロニトリル; メタクリロ エトリル;ブタジェン;塩化ビュル;酢酸ビュル、 安息香酸ビュルの如きビニ ルエステノレ ;エチレン、 プロピレン、 ブチレンの如きエチレン系ォレフイン; ビニルメチルケトン、 ビニルへキシルケトンの如きビニルケトン; ビュルメチ ルエーテル、 ビュルェチルエーテノレ、 .ビニルイソプチルエーテルの如きビニル エーテルが挙げられる。 これらのビュル系単量体が単独もしくは 2つ以上用い られる。
本発明における結着榭脂は、 0. 5〜20. 0mgKOH/gめ範囲で酸価 を有することが好ましい。 とくに好ましくは、 0. 5〜: L 5. OmgKOH/ gの酸価を有する樹脂である。 20. OmgKOHZgより大きくなると、 正 帯電性トナーに適用した場合、 トナー粒子中の結着樹脂の負帯電性が強くなり、 0. 5mgKOHZgより小さいと、 トナー粒子表面と無機微粉末との間の親 和性が減少するために、 トナー粒子表面からの無機微粉末の脱離が生じやすく なる。 その結果、 粒子間凝集力を緩和する効果が減少し、 圧密状態下の曳像剤 のほぐれやすさが悪化する。
結着樹脂の酸価を調整するモノマーとしては、 例えば、 アクリル酸、 メタク リノレ酸、 α—ェチルアクリル酸、 クロトン酸、 ケィヒ酸、 ビニル酢酸、 イソク 口トン酸、 アンゲリカ酸などのアクリル酸及びその α—或いは ]3—アルキル 誘導体;フマル酸、 マレイン酸、 シトラコン酸、 ァルケエルコハク酸、 イタコ ン酸、 メサコン酸、 ジメチルマレイン酸、 ジメチルフマル酸などの不飽和ジカ ルボン酸及びそのモノエステル又は無水物などが挙げられる。 この中でも、 特 に不飽和ジカルボン酸のモノエステル誘導体を用いることが酸価をコント口 ールする上で好ましい。
特に好ましい化合物としては、 例えば、 マレイン酸モノメチル、 マレイン酸 モノェチノレ、 マレイン酸モノ n—ブチノレ、 マレイン酸モノ n—ォクチノレ、 マレ イン酸モノアリル、 マレイン酸モノフエニル、 フマル酸モノメチル、 フマル酸 モノェチ /レ、フマノレ酸モノ n—プチ/レ、フマノレ酸モノフエ-ノレなどのようなひ, 一不飽和ジカルボン酸のモノエステル類; n—ブテュルコハク酸モノ n—ブ チノレ、 n—ォクテニルコハク酸モノメチル、 n—プテニノレマロン酸モノェチノレ、 n—ドデセ二ルグルタル酸モノメチル、 n—ブテニルアジピン酸モノ n—ブチ ルなどのようなァルケニルジカルボン酸のモノエステル類などが挙げられる。 以上のようなカルボキシル基含有モノマーは、 結着樹脂を構成している全モ ノマー 1 0 0質量部に対し 0 . 1〜2 0 . 0質量部、好ましくは 0 . 2〜1 5 . 0質量部添加すればよい。
結着樹脂の合成方法としては、 溶液重合法、 乳化重合法や懸濁重 法が挙げ られる。
このうち、 乳化重合法は、 水にほとんど不溶の単量体 (モノマー) を乳化 剤で小さレ、粒子として水相中に分散させ、 水溶性の重合開始剤を用いて重合を 行う方法である。 この方法では反応熱の調節が容易であり、 重合の行われる相 (重合体と単量体からなる油相) と水相とが別であるから停止反応速度 小さ く、 その結果重合速度が大きく、 高重合度のものが得られる。 更に、 重合プロ ' セスが比較的簡単であること、 及ぴ重 生成物が微細粒子であるために、 トナ 一の製造において、 着色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易であ ること等の理由から、 トナー用バインダー樹脂の製造方法として有利な点があ る。
し力 し、 添加した乳化剤のため生成重合体が不純になり易く、 重合体を取り 出すには塩析などの操作が必要で、 この不便を避けるためには懸濁重合が好都 合である。
懸濁重合においては、 水系溶媒 1 0 0質量部に対して、 モノマー 1 0 0質量 部以下 (好ましくは 1 .0〜9 0質量部).で行うのが良い。 使用可能な分散剤と しては、 ポリビニルアルコール、 ポリビュルアルコール部分ケン化物、 リン酸 カルシウム等が用いられ、 一般に水系溶媒 1 0 0質量部に対して◦. 0 5〜 1 質量部で用いられる。 重合温度は 5 0〜9 5 °Cが適当であるが、 使用する開始 剤、 目的とするポリマーによって適宜選択される。
本発明に用いられる結着樹脂は、 以下に例示する様な多官能性重合開始剤を 用いて合成することが好ましい。
多官能構造を有する多官能性重合開始剤の具体例としては、 1 , 1ージ一 t 一ブチルパーォキシ一3 , 3 , 5—トリメチルシクロへキサン、 1 , 3—ビス 一 ( t一ブチルパーォキシイソプロピル) ベンゼン、 2 , 5—ジメチル一 2 , 5— ( t一ブチルパーォキシ)へキサン、 2 , 5—ジメチル _ 2, 5—ジ一 (t —プチルパーォキシ) へキサン、 トリス一 (t—プチルパーォキシ) トリアジ ン、 1, 1—ジ一 t—プチ/レバーォキシシクロへキサン、 2, 2—ジ一 プ チルパーォキシブタン、 4 , 4ージー t—プチルパーォキシパレリックァシッ ド一 n—ブチルエステル、 ジ一 t一ブチルパーォキシへキサハイドロテレフタ レート、 ジー t一ブチルパーォキシァゼレート、 ジー t一プチルパーォキシト リメチルアジぺート、 2 , 2—ビス一 (4 , 4ージー t一ブチルパーオ^シシ ク口へキシル) プロパン、 2 , 2 - t一ブチルパーォキシォクタン及び各種ポ リマーォキサイド等の 1分子内に 2っ 上のパーォキサイド基などの重合開 始機能を有する官能基を有する多官能性重合開始剤、 及ぴジァリルパーォキシ ジカーボネート、 t—ブチルパーォキシマレイン酸、 t—ブチルバーォキシァ リルカーボネート及び t—ブチルパーォキシィソプロピルフマレート等の 1 分子内に、 パーォキサイド基などの重合開始機能を有する官能基と重合性不飽' 和基の両方を有する多官能性重合開始剤から選択される。
これらの内、より好ましいものは、 1 , 1ージー t—プチルパーォキシ一 3 , 3 , 5 _トリメチノレシク口へキサン、 1 , 1ージー t—ブチルパーォキシシク 口へキサン、 ジー。 t一ブチルパーォキシへキサハイドロテレフタレート、 ジー t—プチルパーォキシァゼレート及び 2, 2—ビス _ ( 4, 4ージ一 t _プチ ルパーォキシシク口へキシル) プロパン、 及び t一ブチルパーォキシァリル力 ーポネートである。
これらの多官能性重合開始剤は、 結着樹脂として要求される種々の性能を満 足する為には、 単官能性重合開始剤と併用されることが好ましい。 特に、 1 0 時間半減期温度が、 該多官能性重合開始剤よりも低い重合開始剤と併用するこ とが好ましい。 : .
具体^には、ベンゾィルパーォキシド、 1 , 1ージ(t一プチルパーォキシ) —3, 3 , 5—トリメチルシクロへキサン、 n—プチル一 4 , 4—ジ (t—ブ チルパーォキシ) パレレート、 ジクミノレパーォキシド、 α , α ' 一ビス (t一 プチルバーオキシジイソプロピル) ベンゼン、 t一プチルパーォキシクメン、 ジー t—プチルパーォキシド等の有機過酸化物、 ァゾビスィソブチロニトリル、 ジァゾァミノアゾベンゼン等のァゾおよぴジァゾ化合物等が挙げられる。
これらの単官能性重合開始剤は、 前記多官能性重合開始剤と同時にモノマー 中に添加しても良いが、 該多官能性重合開始剤の効率を適正に保つためには、 重合工程において該多官能性重合開始剤の示す半減期を経過した後に添 す るのが好ましい。
これらの重合開始剤は、 効率の点か モノマー 1 0 0質量部に対し 0 . 0 5 〜 2質量部で用いるのが好ましい。
結着樹脂は、 架橋性モノマーで架橋されていることが好ましい。
架橋性モノマーとしては主として 2個以上の重合可能な二重結合を有する モノマーが用いられる。 具体例としては、 芳香族ジビニル化合物 (例えば、 ジ ビニルベンゼン、 ジビニルナフタレン等) ; アルキル鎖で結ばれたジァクリ レ 一ト化合物類 (例えば、 エチレンダリコールジァクリレート、 1 , 3—ブチレ ングリコールジァクリ レート、 1 , 4ーブタンジオールジァクリレート、 1 , 5—ペンタンジオールジアタリレート、 1 , 6—へキサンジ才ールジアタリレ 一ト、 ネオペンチルグリコールジァクリレート、 及ぴ以上の化合物のァクリレ ートをメタクリレートに代えたもの) ;エーテル結合を含むアルキル鎖で結ば れたジァクリレート化合物類(例えば、ジエチレングリコールジァクリレート、 トリエチレングリコールジアタリ レート、 テトラエチレングリコールジアタリ レート、 ポリエチレングリコール # 4 0 0ジァクリレート、 ポリエチレングリ ーノレ # 6 0 0ジァクリ レート、 ジプロピレングリコールジァクリ レート、 及 ぴ以上の化合物のァクリレートをメタタリレートに代えたもの) ;芳香族基及 びエー ル結合を含む鎖で結ばれたジアタリレート化合物類 (例えば、 ポリオ キシエチレン (2 ) — 2 , 2—ビス (4—ヒ ドロキシフエ二 Λ^) プロパンジァ クリ レート、 ポリオキシエチレン (4 ) - 2 , 2—ビス (4—ヒ ドロキシフエ ニル) プロパンジアタリ レート、 及び、 以上の化合物のアタリレートをメタク リレートに代えたもの);更には、 ポリエステル型ジアタリレート化合物類(例 ' えば、 商品名 MAND A (日本化薬)) が挙げられる。 多官能の架橋剤として は、 ペンタエリスリ トールァクリ レート、 トリメチロールェタントリアクリレ ート、 トリメチロールプロパントリアタリ レート、 テトラメチロールプロパン トリアタリレート、 テトラメチロールメタンテトラアタリレート、 オリ 、エス テルァクリレート、 及び以上の化合物のァクリレートをメタタリレートに代え たもの; トリァリルシアヌレート、 トリアリルトリメリテート ;等が挙げられ る。
これらの架橋剤は、 他のモノマー成分 1 0 0質量部に対して、 0 . 0 0 0 0 1〜 1質量部、 好ましくは 0 . 0 0 1〜 0 . 0 5質量部の範囲で用いることが 好ましい。 '
これらの架橋性モノマーのうち、 トナーの定着性, 耐オフセット性の点から 好適に用いられるものとして、芳香族ジビニル化合物(特にジビュルベンゼン)、 芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジァクリレート化合物類が挙 げられる。
結着樹脂のその他の合成方法としては、 塊状重合方法、 溶液重合方法を用い ることができる。 しかし、 塊状重合法では、 高温で重合させて停止反応速度を 速めることで、 低分子量の重合体を得ることができるが、 反応をコントロール しにくい問題点がある。 その点、 溶液重合法は、 溶媒によるラジカルの連鎖移 動の差を利用して、 また、 開始剤量や反応温度を調整することで、 所望の分子 量の重合体を温和な条件で容易に得ることができるので好ましい。 特に、 開始 剤使用量を最小限に抑え、 開始剤が残留することによる影響を極力抑えるとい う点で、 加圧条件下での溶液重合法も好ましい。
' 結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いる場合には、 モノマーとして以下の ような酸成分及びアルコール成分を用いることができる。
2価のアルコール成分とレては、 エチレングリコール、 プロピレングリコー ノレ、 1 , 3—ブタンジオール、 1 , 4—ブタンジオール、 2 , 3—ブタンジォ 一 /、 ジエチレングリコー^ トリエチレングリコーノレ、 1 , 5—ペンタンジ オール、 1 , 6 —へキサンジォーノレ、 ネオペンチルグリコーノレ、 2—ェチノレー 1 , 3—へキサンジオール、 水素化ビスフエノール A、 また (E ) 式で表わさ ' れるビスフエノール及びその誘導体;
【化 1】 (E)
Figure imgf000036_0001
(式中 Rはエチレンまたはプロピレン基であり、 X , yはそれぞれ 0以上の整 数であり、 かつ、 x + yの平均値は 0〜 1 0である。)
また (F ) 式で示されるジオール類;
【化 2】
Figure imgf000036_0002
CH3 CH3
(式中、 R ' は一 CH2CH2—又は一 CH2— CH—又は一 CH2— C— であり、
CH3
X ' , y, はそれぞれ 0以上の整数であり、 かつ、 x, + y, の平均値は 0〜 1 である。 )
が挙げられる。
2価の酸成分としては、 例えばフタル酸、 テレフタル酸、.イソフタル酸、 無 水フタル酸などのベンゼンジカルボン酸類又はその無水物、 低級アルキルエス テル;こはく酸、 アジピン酸、 セバシン酸、 ァゼライン酸などのアルキルジカ ルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル; n—ドデセニルコハク酸、 n—ドデシルコハク酸などのアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク 酸類、 又はその無水物、 低級アルキルエステル;フマノレ酸、 マレイン轔、 シト ラコン酸、 イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸類又はその無水物、 低級アル キルエステル;等のジカルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。
また架橋成分として働く 3価以上のアルコール成分と 3価以上の酸成分を 併用することが好ましい。
3価以上の多価アルコール成分としては、例えばソルビトール、 1, 2 , 3 , 6—へキサンテトローノレ、 1 , 4ーソノレビタン、 ペンタエリスリ トーノレ、 ジぺ ンタエリスリ トール、 トリペンタエリスリ トーノレ、 1, 2, 4ーブタントリ才 一ノレ、 1, 2, 5—ペンタントリオール、 グリセローノレ、 2—メチノレプロパン トリォーノレ、 2—メチノレー 1 , 2, 4—ブタントリォーノレ、 トリメチロー/レエ タン、 トリメチロールプロパン、 1, 3, 5—トリヒ ドロキシベンゼン等が挙 げられる。
• また、 本発明における三価以上の多価カルボン酸成分としては、 例えばトリ メリット酸、 ピロメリット酸、 1, 2, 4—ベンゼントリカルボン酸、 1, 2, 5—ベンゼントリカルボン酸、 2, 5, 7—ナフタレントリカルボン酸、 1, 2, 4一ナフタレントリカルボン酸、 1 2, 4—ブタントリカルボン酸、 1, 2, 5—へキサントリカルボン酸、 1, 3—ジカルボキシル—2—メチルー 2
2, 7, 8—オクタンテトラカルボン酸、 ェンポール三量体酸、 及ぴこれらの 無水物、 低級アルキルエステル;次式
【化 3】
Figure imgf000037_0001
(式中 Xは、 炭素数 3以上の側鎖を 1個以上有する炭素数 5〜30のアルキレ ン基又はアルケニレン基) で表わされるテトラカルボン酸等、 及ぴこれらの無 水物、 低級アルキルエステル等の多価カルボン酸類及びその誘導体が挙げられ る。
本発明に用いられるアルコール成分としては 40〜6 Omo 1 %、 好ましく は 45〜55mo 1 %、 酸成分としては 60〜40 m o 1 %、 好ましくは 55 〜45mo 1 %であることが好ましい。 また三価以上の多価の成分は、 全成分 中の 5〜6 Omo 1 %であることが好ましい。 * 該ポリエステル樹脂も通常一般に知られている縮重合によって得られる。 以下に、 本発明に係る物性の測定方法を示す。
[THF不溶分の測定]
樹脂約 1. 0 gを秤量 (Wi g) し、 円筒ろ紙 (例えば No. 86 Rサイズ
28 X 100 mm東洋ろ紙社製) に入れてソックスレー抽出器にかけ、 溶媒と して THF 20 Om 1を用いて、 16時間抽出する。 このとき、 溶媒の抽出サ イタルが約 4分〜 5分に一回になるような還流速度で抽出を行う。 抽出終了後、 円筒ろ紙を取り出し、 40°Cで 8時間真空乾燥し、 抽出残分を秤量する (W2 g)。 次にトナー中の焼却残灰分の重さを求める (W3 g)。 焼却残灰分は以下 の手順で求める。 予め精秤した 3 Om lの磁性るつぼに約 2 gの試料を入れ精 秤し、そして、るつぼの質量を差し引くことにより試料であるトナーの質量(W a g) を求める。 るつぼを電気炉に入れ約 900°Cで約 3時間加熱し、 電気炉 中で放冷し常温下でデシケーター中に 1時間以上放冷しるつぼの質量を精秤 する。 ここからるつぼの質量を差し引くことにより焼却残灰分 (Wb g) を求 める。
. (Wb/Wa) X 100 =焼却残灰分含有率 (質量0 /0)
この含有率から試料 Wl g中の焼却残灰分の質量 (W3 g) が求められる。 THF不溶分は下記式から求められる。
THF不溶分 (質量%) = {(W2-W3) / (Wl -W3)} X I 00 尚、 結着樹脂等の榭脂以外の成分を含まない試料の THF不溶分の測定は、 所定量 (Wi g) を秤量した樹脂を上記と同じ工程で抽出残分 (W2 g) を求 め、 下記式より求め れる。
THF不溶分 (質量%) = (W 2 /W 1 ) X I 00
[G P Cによる分子量分布の測定]
40°Cのヒートチャンバ一中でカラムを安定ィ匕させ、 この温度におけるカラ ムに溶媒として T H Fを毎分 1 m 1の流速で流し、 T H F試料溶液を約 1* 00 μ 1注入して測定する。 試料の分子量測定にあたっては試料の有する分子量分 布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作^された検量線の対数値と カウント値との関係から算出した。 検量線作成用の標準ポリスチレン試料とし ては例えば、 東ソ一社製あるいは昭和電工社製の分子量が 102〜107程度の ものを用い、 少なくとも 10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当 である。 又、 検出器は R I (屈折率) 検出器を用いる。 尚、 カラムとしては市 販のポリスチレンジエルカラムを複数本組み合わせるのが良く、 例えば昭和電 ェ社製の s h o d e x GPC KF— 801, 802, 803, 804, 8 05, 806, 807, 800 Pの組み合せや、東ソ一社製の T SKg e 1 G 100 OH (HXL)、 G 200 OH (HXL)、 G 300 OH (HXL)、 G400 OH (HXL)、 G500 OH (HXL)、 G 600 OH (HXL)、 G 7000 H (HXL)、 T SK g u a r d c o 1 u m nの組み合せを挙げることができる。
また、 試料は以下のようにして作製する。
試料を THF中に入れ、 数,時間放置した後、 十分振とうし THFとよく混ぜ (試料の合一体が無くなるまで)、 更に 1 2時間以上静置する。 その時 THF. 中への放置時間が 24時間以上と,なるようにする。 その後、 サンプル処理フィ ルター (ポアサイズ 0. 2〜0. 5 xm、 例えばマイシヨリディスク H— 25 一 2 (萆ソ一社製) など使用できる。) を通過させたものを G PCの試料とす る。 又、 試料濃度は、 樹脂成分が 0. 5〜5. OmgZmlとなるように調整 する。
[酸価の測定]
基本操作は J I S K— 0070に準ずる。
1) 試料 0. 5-2. O gを精秤し、 試料の質量 W (g) とする。
2) 30 Om 1のビーカーに試料を入れ、 トルエンノエタノール (4/1) の 混合液 150m lを加え溶解する。 3) 0. 1モル/リッ トルの KOHのメタノール溶液を用いて、 電位差 ½定装 置を用いて滴定する (例えば、 京都電子株式会社製の電位差滴定装置 AT -400 (w i n wo r k s t a t i o n) と ;6?— 410電動ビュ レットを用いての自動滴定が利用できる。)
4) この時の KOH溶液の使用量 S (ml) とし、 同時にブランクを測定しこ の時の KOH溶液の使用量を B (ml) とする。
5) 次式により酸価を計算する。 f は KOHのファクターである。
酸価 (mgKOH/g) = {(S-B) X f X 5. 61 } /W
尚、 試料として、 現像剤を用いる場合には、 THF不溶分の測定と同様にし て焼却残灰分を求め、 焼却残灰分の質量を差し引いたものを試料の質量とする。
[現像剤の粒度分布] - 現像剤の粒度分布は種々の方法によって測定できる力 本発明においてはコ 一ルターカウンターを用いて行う。 測定装置としては、 コールターマルチサイ ザ一 I I E (コールター社製) を用いる。 電解:^は、 1級塩化ナトリウムを用 いて、 約 l%NaC 1水溶液を調整する。 例えば、 I SOTON (R) — I I (コールターサイエンティフィックジャパン社製) が使用できる。 測定方法と しては、前記電解水溶液 100〜: L 50m 1中に分散剤として、.界面活性剤(好 ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩) を、 0. 1〜5. 0mlカ卩え、 さら に測定^;料を 2〜2 Omg加える。 試料を懸濁した電解液は、 超音波分散器で 約 1〜 3分間分散処理を行い、 前記測定装置により、 アパーチャ一として 10 0 μπιアパーチャ一を用いて、 トナー粒子の体積、 個数を測定して体積分布と 個数分布とを算出する。. このとき、 測定されたデータは粒径 1. 59〜64. 0 μπιを 256分割したチャンネルで得られる。 その 256チャンネルで得ら れたデータを用いて; 重量平均粒径 (D4) (各チャンネルの中央値をチャン ネル毎の代表値とする)、 個数平均粒径 (D l)、 及び体積分布から求めた粗粉 量 (10. 以上)、 個数分布から求めた微粉個数 (4. 00 zm以下) を求める。 · 5 [現像剤の個数粒度分布におけるピーク粒度 Xに対する半値幅 Y] 上記現像剤の粒度分布で測定したコールターマルチサイザ一 I I E (コール ター社製) において得られた 2 5 6チャンネルの粒度分布 (図 4参照) からピ ーク粒度 Xの時の頻度 A (個数。 /0) を算出する。
ピーク粒度 Xにおける頻度を Aとしたとき、 頻度が半値 ' (即ち、 A/ 2 ) を とる粒度を粒度分布から算出し、 それらを小粒径側から X I , X 2とする。 このとき半値幅 Y = X 2—X 1 で求めることが出来る。
本発明の現像剤においては、 現像剤に離型性を与えるために次のようなヮッ クス類を含有させることが好ましい。 本発明に用いられるワックスには次のよ うなものがある。 例えば、 低分子量ポリエチレン、 低分子量ポリプロピレン、 'ポリオレフイン共重合物、 ポリオレフインワックス、 マイクロクリスタリンヮ ックス、 パラフィンワックス、 フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族 炭化水素系ワックス;酸ィ匕ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭ィ匕水素系ヮッ タスの酸化物;または、 それらのブ口ック共重合物;キャンデリラワックス、 カルナバワックス、 木ろう、 ホホバろうの如き植物系ワックス;みつろう、 ラ ノリン、 鯨ろうの如き動物系ワックス ;ォゾケライト、 セレシン、 ペトロラク タムの如き鉱物系ワックス ;モンタン酸エステルヮッタス、 カスターワックス の如き聘肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナパワックスの如 き脂肪酸エステルを一部又は全部脱酸化したものが挙げられる。 さらに、 パル ミチン酸、 ステアリン酸、 モンタン酸、 あるいは更に長鎖のアルキル基を有す る長鎖アルキルカルボン酸の如き飽和直鎖;ブラシジン酸、 エレォステアリン 酸、 バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸;ステアリルアルコール、 エイコシルァ ルコーノレ、ベへニルアルコーノレ、力ノレナウビルァノレコーノレ、セリノレアルコール、 メリシルアルコール、 あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルァ ルコールの如き飽和アルコール; ソルビトールの如き多価アルコール;リノー ル酸アミド、 ォレイン酸アミド、 ラウリン酸アミドの如き脂肪族アミ ド;メチ レンビスステアリン酸ァミ ド、 エチレンビス力プリン酸アミ ド、 エチレンビス ラウリン酸アミド、 へキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸 ビスアミ ド;エチレンビスォレイン酸アミド、 へキサメチレンビスォレイン酸 アミド、 N, N ' —ジォレイルアジピン酸アミ ド、 N, N ' ージォレイルセバ シン酸アミ ドの如き不飽和脂肪酸アミド類; m—キシレンビスステアリン酸ァ ミ ド、 N, N ' —ジステアリルイソフタル酸アミ ドの如き芳香族系ビスアミ' ド; ステアリン酸カルシウム、 ラウリン酸カルシウム、 ステアリン酸亜鉛、 ス テアリン酸マグネシウムの如き脂肪酸金属塩 (一般に金属石けんといわれてい るもの) ;脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビュル系 モノマーを用いてグラフト化させたワックス;ベへニン酸モノグリセリ ドの如 き脂肪酸と多価アルコールの部分エステルイ匕物;植物性油脂を水素添加するこ とによって得られるヒドロキシル基を有するメチルェステル化合物が挙げら れる。 .
好ましく用いられるワックスとしては、 ォレフィンを高圧下でラジカノレ重合 したポリオレフイン;高分子量ポリオレフイン重合時に得られる低分子量副生 成物を精製したポリオレフイン;低圧下でチーグラー触媒、 メタ口セン触媒の 如き触媒を用いて重合したポリオレフイン;放射線、 電磁波又は光を利用して 重合したポリオレフイン;高分子ポリオレフインを熱分解して得られる低分子 量ポリオレフイン;パラフィンワックス、 マイクロクリスタリンワックス ; ァ 一ゲ法、 ジンドール法、 ヒ ドロコ一ル法等により合成される合成炭化水素ヮ,ッ タス (例えば、 フィッシャートロプシュワックス) ;炭素数 1個の化合物をモ ノマーとする合成ワックス、 水酸基又はカルボキシル基の如き官能基を有する 炭化水素系ワックス ;炭化水素系ワックスと官能基を有するワックスとの混合 物; これらのワックスを母体としてスチレン、 マレイン酸エステル、 アタリ レ ート、 メタタリ レート、 無水マレイン酸の如きビニルモノマーをグラフ ト変性 したワックスが挙げられる。 ' また、 これらのワックスをプレス発汗法、 溶剤法、 再結晶法、 真空蒸留法、 超臨界ガス抽出法又は融液晶法を用い 分子量分布をシャープにしたものや、 低分子量固形脂肪酸、 低分子量固形アルコール、 低分子量固形化合物、 その他 の不純物を除去したものも好ましく用いられる。
また、 上記ワックスの添加量は、 結着樹脂 1 p 0質量部に対して 0 . 1〜2 0質量部であることが好ましく、 1〜1 0質量部であることがより好ましい。 尚、 2種類以上のワックスを併用して添 しても良い。
これらのワックスを添カ卩した現像剤の D S Cにより測定される吸熱曲線に おいて、 6 0〜1 2 0 °Cの領域に最大ピークを有することが好ましい。
これらの範囲に最大ピークを有する場合、 定着性、 耐オフセット性が良好で ある。 最大ピーク温度が 6 0 °C未満の場合、 ワックスの可塑効果のために、 現 像剤自身の保存性が悪化する。 最大ピーク温度が 1 2 0 °Cを超える場合には、 定着性が悪化する。
本発明の現像剤は、 磁性酸ィ匕鉄を含有することを特徴としている。 磁性酸化 '鉄をトナー粒子中に含有さ.せることで、 トナー粒子の表面抵抗を無機微粉末の 表面抵抗と同等にすることが可能となる。 その結果、 トナー粒子表面と無機微 粉末の間の電荷の授受が行い易くなり粒子間凝集性の緩和効果をより効果的 に発現させることが可能となる。
本発明の磁性酸化鉄の個数平均粒子径としては、 0 . 0 5〜: L . 0 0 mが 好ましく、 更に好ましくは 0 . 1 0〜0 . 6 0 mが良い。
また、 本発明に用いられる磁性酸ィヒ鉄はトナー粒子中への微分散性の観点か ら八面体形状あるいは複核形状が好ましい。 さらに、 本発明の磁性酸化鉄はト ナー粒子中への微分散性を向上させる目的で、 製造時のスラリ一にせん断をか け、 生成した磁性酸化鉄を一旦ほぐす処理を施すことが好ましい。
本発明においてトナー粒子に含有させる磁性酸化鉄の量は、 結着樹脂 1 0 0 質量部に対して 1 0乃至 2 0 0質量部、 好ましくは 2 0乃至 1 7 0質量 ¾、 更 に好ましくは 3◦乃至 1 5 0質量部が好ましい。
本発明で用いる現像剤に正帯電性を保持させるため は、 荷電制御剤を含有 させる制御させることが好ましい。 その中でも、 荷電制御剤が少なくともトリ フエニルメタン化合物、 四級アンモニゥム塩のうちの一種であることが好まし い。 これらの荷電制^]剤を使用することで、 高速印刷時においても現像剤の帯 電を迅速に付与が可能となる。 さらに、 これらの荷電制御剤を使用することで より効果的に現像剤粒子間凝集力を緩和することが可能となる。
本発明の現像剤には、 必要に応じて他の外部添加剤を添加しても良い。
例えば、 帯電補助剤、 導電性付与剤、 流動性付与剤、 ケーキング防止剤、 熱 ローラー定着時の離型剤、 滑剤、 研磨剤等の働きをする樹脂微粒子や無機微粒 子などである。
例えば滑剤としては、 ポリ弗化工チレン粉末、 ステアリン酸亜鉛粉末、 ポリ フッ化ビ二リデン粉末等が挙げられ、 中でもポリフッ化ビ-リデン粉末が好ま しい。 また研磨剤としては、 酸化セリウム粉末、 炭化ケィ素粉末、 チタン酸ス トロンチウム粉末等が挙げられ、 中でもチタン酸ストロンチウム粉末が好まし レ、。
以上述べてきたように、 少なくとも結着樹脂と磁性酸化鉄を含有する正帯電 性トナー粒子を有する正帯電性現像剤において、 現像剤粒子間凝集力をコント' ロールすることで、 容易に特定の最大圧密応力における単軸崩壊応力のコント ロールが可能となる。 そして、 本発明で規定の単軸崩壊応力を満たさせること により、 高速印刷時においてもトナー劣化のない耐久安定性のある画質の優れ た現像剤を得ることが出来る。
本発明において、 トナー粒子を作製するには、 以下のような方法を用いるこ とができる。 結着樹脂、 着色剤、 その他の添加剤等を、 ヘンシェルミキサー、 ボールミル等の混合機により十分混合してから、 加熱ロール、 ニーダー、 ェク ストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練し、 冷却固化後、 粉砕友び分 級を行い、 更に必要に応じて所望の添加剤をヘンシエルミキサー等の混合機に より十分混合し、 本発明のトナーを得ることができる。
例えば混合機としては、 ヘンシェルミキサー (三井鉱山社製) ;スーパーミ キサー (力ヮタ社製) ; リボコーン (大川原製作所社製) ;ナウターミキサー、 タービュライザ一、 サイクロミックス (ホソカワミクロン社製) ; スパイラノレ ピンミキサー (太平洋機エネ土製) ; レーディゲミキサー (マツボー社製) が挙 げられ、 混練機としては、 K R Cニーダー (栗本鉄工所社製) ;ブス · コ ·二 ーダー (B u s s社製) ; T E M型押し出し機 (東芝機械社製) ; T E X二軸混 練機 (日本製鋼所社製) ; P C M混練機 (池貝鉄工所社製) ;三本ロールミル、 ミキシングロールミル、 ニーダー (井上製作所社製) ;ニーデックス (三井鉱 山社製) ; M S式加圧ニーダー、 'ニダ一ルーダー (森山製作所社製) ;バンパリ 一ミキサー (神戸製鋼所社製) が挙げられ、 粉枠機としては、 カウンタージェ ットミノレ、 ミクロンジェット、 イノマイザ (ホソカワミクロン社製) ; I D S 型ミル、 P J Mジェット粉碎機 (日本ニューマチック工業社製) ;クロスジェ ットミゾレ (栗本鉄工所社製) ; ウルマックス (日曹エンジニアリング社製) ; S Kジェット 'ォー · ミル. (セィシン企業社製) ; クリブトロン (川崎重工業社 製) ; ターボミル (ターボ工業社製) ; スーパーローター (日.清エンジニアリン グ社製) が挙げられ、 分級機としては、 クラッシール、 マイクロンクラッシフ アイァー、 スぺディッククラシファイア一 (セイシン企業社製) ;ターボクラ ッシファイア一 (日清エンジニアリング社製) ; ミクロンセパレータ、 ターボ プレックス (A T P )、 T S Pセパレータ (ホソカワミクロン社製) ;エルボー ジェット (日鉄鉱業社製)、 デイスパージヨンセパレータ (日本-ユーマチッ ク工業社製) ; YMマイクロカット (安川商事社製) が挙げられ、 粗粒などを ふるい分けるために用いられる篩い装置としては、 ウルトラソニック (晃栄産 業社製) ; レゾナシーブ、 ジャイロシフター (徳寿工作所社) ;パイブラソニッ クシステム (ダルトン社製) ;ソニクリーン (新東工業社製) ;ターボス リー ナー (ターボ工業社製) ; ミクロシフター (槟野産業社製) ;円形振動篩い等が 挙げられる。 ·
本発明の現像剤は、 潜像保持体上に形成された静電荷潜像を、,現像剤担持体 上に形成される現像剤層により現像して現像剤画像を形成する現像工程を少 なくとも有し、 現像剤層が形成された状態における該現像剤担持体にかかるト ルク (T) 1S 0 . 1 N · m≤T≤ 5 O N · mであるような画像形成方法にお いて、 更に好適に用いることができる。
また、 本発明の現像剤は、 該現像剤画像をトナーの帯電極性と逆極性の電圧 を印加した無端状転写搬送手段上に搬送させた転写材に当接させて転写する 画像形成方法であって、 該無端状転写搬送手段は、 転写ベルトであり、 該転写 ベルトは、 該潜像保持体と当接する部位の搬送方向上流側及び下流側に設置さ れた少なくとも 2本以上のローラーにより支張され、 該潜像保持体との当接部 位において、 該転写ベルトの該感光体表面に対する侵入量 i力 該潜像保持体 直径 dに対して、 0 %く i 5 %であるような画像形成方法において、 更に好 適に用いることができる。 本発明の現像剤をこのような画像形成方法に適用し た場合には、 転写ベルトを用いて高速且つ長期継続的にプリント画像を得る場 合においても、 転写中抜け防止効果及び転写ベルト汚染抑制効果を長期安定的 に維持することができる。
上記の如き、画像形成方法においては、該潜像保持体として、導電性基体と、 該導電性基体上に少なくともアモルファスシリコンを含む光導電層、 該光導電 層上にアモルファスシリコン及び Zまたはアモルファスカーボン及び/また はアモルファスシリコンナイトライドを含む表面保護層を備える潜像保持体 を用いることができる。
実施例
以下実施例にもとづいて具体的に本発明について説明する。 しかしながら、 これによつて本発明の実施の態様がなんら限定されるものではない。 ''
<低分子量成分 (B— 1) の製造例 >
四つ口フラスコ内にキシレン 300質量部を投入し、 攪拌しながら容器内を 充分に窒素で置換した後、 昇温して還流させる。
この還流下で、 スチレン 76. 0質量部, アクリル酸一 n—ブチル 24. 0 質量部及ぴジー t e r t一ブチルパーォキサイ 'ド (開始剤 1 ;半減期 1 0時間 温度: 1 29°C) 2質量部の混合液を 4時間かけて滴下した錄、 2時間保持し 重合を完了し、 低分子量重合体溶液 (B— 1) を得た。
<低分子量成分 (B— 2) の製造例〉
スチレン 77. 0質量部, アクリル酸一 n—ブチル 2 3. 0質量部, 開始剤
1を 2. 5質量部用いて低分子量成分 B— 1の製造例と同様に重合を行い、 低 分子量重合体溶液 B - 2を得た。
<低分子量成分 (B— 3) の製造例〉
スチレン 73. 0質量部, アクリル酸一 n—ブチル 23. 0質量部, マレイ ン酸モノ n—プチル 4. 0質量部, 開始剤 1を 2. 5質量部用いて低分子量成 分 B— 1の製造例と同様に重合を行い、 低分子量重合体溶液 B— 3を得た。
<高分子量成分 (A— 1) の製造例 >
四つ口フラスコ内に脱気水 1 80質量部とポリビエルアルコールの 2質 量0 /0水溶液 20質量部を投入した後、 スチレン 7 1. 0質量部, アタリル酸一 n—ブチル 24. 0質量部, マレイン酸モノ n—ブチル 5. 0質量部, ジビニ ルベンゼン 0. 00 5質量部, 及ぴ 2, 2—ビス (4, 4—ジ— t e r t—ブ チルパーォキシシクロへキシル) プロパン (開始剤 2 ;半減期 10時間温度: 92°C) 0. 1質量部の混合液を加え、 攪拌し懸濁液とした。
フラスコ内を充分に窒素で置換した後、 8 5°Cまで昇温して、 重合を開始し た。 同温度に 24時間保持した後、 ベンゾィルパーオキサイド (半減期 1 0時 間温度: 72°C) 0. 1質量部を追加した。 さらに、 1 2時間保持して重合を 完了した。その後、該高分子量重合体を濾別し、水洗、乾燥し高分子量成 ÷分 (A -1) を得た。
<高分子量成分 (A— 2) の製造例 >
高分子量成分 (A—1) の製造例と同様にスチレン 70. 0質量部, アタリ ル酸ー n—ブチル 27. 0質量部, マレイン酸モノ n—ブチル 3. 0質量部, ジビュルベンゼン 0. 005質量部及ぴ開始剤 2を 1質量部用いて高分子量成 分 (A— 2) を得た。
<高分子量成分 (A— 3) の製造例〉
四つ口フラスコ内にキシレン 300質量部を投入し、 攪拌.しながら容器内を 充分に窒素で置換した後、 昇温して還流させる。
この還流下で、 まず、 スチレン 81. Ό質查部, アクリル酸— n—ブチル 1 5. 0質量部及び開始剤 2を 0. 8質量部の混合液を 4時間かけて滴下する。 これらの混合液を 2時間滴下した時点で, メタタリル酸 4. 0質量部及ぴ開始 剤 2を 0. 2質量部の混合液を 2時間かけて滴下する。 全てを滴下した後、 2 時間保持し重^^を完了し、 高分子量成分 (A— 3) 溶液を得た。
<結着樹脂 (C— 1) の製造 > . 四つ口フラスコ内に、 上記低分子量成分 (B 2) のキシレン溶液 200質 量部 (低分子量成分 60質量部相当) を投入し、 昇温して還流下で攪拌する。 一方、 別容器に上記高分子量成分 (A— 3) 溶液 200質量部 (高分子量成分 40質量部相当) を投入し、 還流させる。 上記低分子量成分 (B— 2) 溶液と • 高分子量成分 (A— 3) 溶液を還流下で混合した後、 有機溶剤を留去し、 得ら れた樹脂を冷却、 固化後粉砕して樹脂 (C— 1) を得た。 得られた樹脂の物性 を表 1に示す。
<結着樹脂 (C一 2) の製造 >
四つ口フラスコ内に、 上記低分子量成分 (B— 1) のキシレン溶液 200質 量部 (低分子量成分 70質量部相当) を投入し、 昇温して還流下で攪拌する。 そのフラスコ内に上記高分子量成分 (A— 2) 30質量部を投入し、 還 させ る。 上記低分子量成分 (B— 1) 溶液と高分子量成分 (A— 2) を還流下で混 合した後、 有機溶剤を留去し、 得られた樹脂を冷却、 固化後粉砕して樹脂 (C 一 2) を得た。 得られた樹脂の物性を表 1に示す。
<結着樹脂 (C一 3) の製造 >
四つ口フラスコ內に、 上記低分子量成分 (B— 1) のキシレン溶液 200質 量部 (低分子量成分 80質量部相当) を投入し、 昇温して還流下で攪拌する。 そのフラスコ内に上記高分子量成分 (A— 1) 20質量部を投入し、 還流させ る。 上記低分子量成分 (B— 1) 溶液と高分子量成分 (A— 1) を還流下で混 合した後、 有機溶剤を留去し、 得られた樹脂を冷却、 固化後粉枠して樹脂 (C 一 3) を得た。 得られた樹脂の物性を表 1に示す。
く結着榭脂 (C一 4) の製造 >
四つ口フラスコ内に、 上記低分子量成分 (B— 3) のキシレン溶液 200質 量部 (低分子量成分 70質量部相当) を投入し、 昇温して還流下で攪拌する。 そのフラスコ内に上記高分子量成分 (A— 1) 30質量部を投入し、 還流させ る。 上記低分子量成分 (B— 3) 溶液と髙分子量成分 (A— 1) を還流下で混 合した後、 有機溶剤を留去し、 得られた樹脂を冷却、 固化後粉枠して樹脂 (C —4) を得だ。 得られた樹脂の物性を表 1に示す。
例 1 ]
•結着樹脂 C— 1 100質量部
•磁性酸化鉄粒子 (八面体, 個数平均粒径: 0. 20 m) 90質量部 • ワックス b (フィッシャートロプシュワックス, 物性は表 2に示す。 最大吸 熱ピーク温度: 101。C, 数平均分子量: 1 500, 重量平均分子 : 250 0) 4質量部
•荷電制御剤 A (下記トリフヱニルメタンレーキ顔料)
2質量部 上記材料をヘンシェルミキサ一で前混合した後、 二軸混練押し出し機 よつ て、 溶融混練した。
【化 4】
Figure imgf000050_0001
得られた混練物を冷却し、 ハンマーミルで粗粉砕した後、 ジェット気流を用 レヽた微粉砕機で粉砕し、 得られた微粉碎粉末をコアンダ効果を利甩した多分割 分級機を用いて分級し、 .トナー粒子を得た。 このトナー粒子のゼータ電位を測 定したところ、分散液の pHは 4であり、ゼータ電位の値は 42mVであった。 このトナー粒子 100質量部に対して、 以下の 3種の外添剤を外添混合し、 目 開き 150 μ mのメッシュで篩い、 現像剤 1を得た。
•シリカ微粉末の母体 (BET比表面積 20 OmVg) 100質量部に 対して、 ァミノ変性シリコーンオイル (ジメチルシリコーンオイルを主骨格と するシリコーンオイル、 ァミノ当量 =830、 25°Cにおける粘度 = 7 Omm s) 1 7質量部で処理した疎水性シリカ微粉末 a (透過率 80 %の時のメタ ノール濃度が 75 %、 B E T比表面積が 1 10 m 2/ g ) 0. 8質量部
'アルミナ粒子 (pH= 4の時のゼータ電位: 36. 5mV, BET比表 面積: 10 Om2/g) 0. 2質量部
'チタン酸ストロンチウム (個数平均 1次粒径 1. 5 ηι) 3. 0質量部 トナー粒子内添処方及ぴ現像剤物性値を表 3に記し、 最大圧密応力と拿軸崩 · 壊応力の関係を図 3に示す。
この現像剤 1を、 市販の複写機 (I R- 105 キャノン製) を 1 · 5倍の プリントスピードに改造し、 規制部材 1 04を現像剤担持体 102の表面から 235 mのギヤップ幅に調整した図 1に示した現像器を用いて、 常温低湿 ( 23 °C, 5%RH) 環境と常温常湿 (23°C, 60%RH) の環境と高温高 湿(32°C, 80%RH)の環境で、印字比率 4%のテストチャートを用いて、 20万枚の連続プリント試験を行った。 この際、 この現像容器内に現像剤量が 常に 400 g前後になるように現像剤残量検知部を調整してプリント試験を 行った。 この時の現像器はこの時の現像剤担持体 102にかかるトルクをトル クメーターにより実測したところ、 0. 2Ν · πιであった。 画像濃度評価
画像濃度は、 マクベス濃度計 (マクベス社製) で S Ρ Iフィルターを使用し て、 反射濃度測定を行い、 5 mm角の画像を測 ¾した。 この評価を、 初期、 2, 0万枚時に行った。
カプリ評価
カプリは、 反射濃度計 (リフレクトメーター モデル TC—6DS 東京 電色社製) を用いて行い、 画像形成後の白地部反射濃度最悪値を D s、 画像形 成前の転写材の反射平均濃度を D rとし、 D s— Drをカプリ量としてカプリ の評価を行った。数値が小さいほど、カプリが抑制されていることを意味する。 この評価を、 初期、 20万枚時に行った。
画質の評価
画質の評価についても上記画出し試験機を用いて、 常温常湿環境で 1200 d p iの孤立した 1 ドットのパターンを画出しし、 光学顕微鏡で画像を観察し てドット再現性を評価した。
A:潜像からのトナーのはみ出しが全く無く、 ドットを完全に再現している。 B :潜像からのトナーのはみ出しが少しある。 ¾ C :潜像からのトナーのはみ出しが多い。
トナー消費量の評価
トナー消費量についても上記画出し試験機を用いて常温常湿環境で 100 0枚画出し後、 600 d p の 4ドット横線パターンで潜像ライン幅が約 1 9 0 β mになるように設定し、 A 4サイズ紙に印字率 6 %の画像を 5000枚出 力し、 現像器内のトナー量の変化から消費量を求めた。
ライン幅の評価
ライン幅についても上記画出し試験機を用いて常温常湿環境で 600 d p iの 4ドット横線パターン潜像 (潜像ライン幅約 190 / m) を l c m間隔で 書かせ、 これを現像し、 PET製 OHP上に'転写、 定着させた。 得られた横線 パターン画像を表面粗さ計サーフコーダ SE— 3 OH (小坂研究所製) を用 レ、、 横線ラインのトナーの載り方を表面粗さのプロフィールとして得、 このプ ロフィールの幅からライン幅を求めた。 ライン幅は潜像ライン幅よりもわずか に太い時に、 最も鮮鋭 1生の高い画像が得られ、 潜像ライン幅よりも細くなるに 従い細線の再現性などが低下する。
以上の評価め評価結果を表 4〜 6に示す。
また、 上記画出し試験機の現像器の規制部材.104を弾性部材に変更し、 層 厚規制部における現像剤担持体 102の表面にかかる圧力を 100 g/c m2 になるように設定した現像器内に現像剤 1を 400 g充填した。 そして、 現像 剤担持体を常温常湿環境で 600 mm/ s e cのプロセススピードで 60分 間空回転させた前後の帯電量の変化を評価した。 尚、 この時の現像剤担持体 1 02にかかるトルクをトルクメーターにより実測したところ、 1 ON · mであ つた。
A:空回転前後の帯電量の変化幅が 3 m CZk g未満である
B :空回転前後の帯電量の変化幅が 3 SmCZk gである C:空回転前後の帯電量の変化幅が 6 m C/k gよりも大きい '' [実施例 2 ]
表 3に記載の処方 (結着樹脂に関し は表 1参照、 ワックスに関しては表 2 参照) とした以外は実施例 1と同様に現像剤 2を作製した。 現像剤 2に含有さ れるトナー粒子を水に分散させ、 分散液の pHを測定したところ pH=4であ つた。 このようにして得られた現像剤の物性を表 3に示す。 また実施例 1と同 様の試験をした結果を表 4〜 6に示す。
尚、 実施例 3〜7、 比較例 1〜5にかかるトナー粒子を水に分散させた際の 分散液の p Hはいずれも 4であった。
[実施例 3 ]
表 3に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 1参照、 ワックスに関しては表 2 参照) とした以外は実施例 1と同様に現像剤 3を作製した。 尚、 無機微粉末と してアルミナ粒子に代えて用いた酸化亜鉛粒子は、 p H= 4の時のゼータ電位 が 8. 3mVであり、 BET比表面積が 3 Om2Zgのものである。 このように して得られた現像剤の物性を'表 3に示す。 また実施例 1と同様の試験をした結 果を表 Φ〜 6に示す。 '
[実施例 4]
表 3に記載の処方 (結着榭脂に関しては表 1参照、 ワックスに関しては表 2 参照) した以外は実施例 1と同様に現像剤 4を作製した。 尚、 無機微粉末と してアルミナ粒子に代えて用いた酸化マグネシウム粒子は、 ρΗ=4の時のゼ ータ電位が 44. 3, mVであり、 BET比表面積が 5. 3 m2ノ gのものである。 このようにして得られた現像剤の物性を表 3に示す。 また実施例 1と同様の試 験をした結果を表 4.〜 6に示す。
[実施例 5]
表 3に記載の処方 (結着樹脂に関しては表.1参照、 ワックスに関しては表 2 参照) とした以外は実施例 1と同様に現像剤 5を作製した。 尚、 荷電制御剤 B とは、 下記の構造を有する 4級アンモニゥム塩であり、 複核形状の磁性酸ィ匕鉄 粒子とは、 個数平均粒径が 0. 19μπιのものである。 また、 無機微粉末とし てアルミナ粒子に代えて用いた酸化亜!^粒子は、 実施例 3で用いたものであり、 その添加量を 0. 5質量部とした。 又、 シリカ微粉末 bは、 シリカ母体 (BE T比表面積 200m2Zg) 100質量部に対して、 ァミノ変性シリコーンォ ィル (ジメチルシリコーンオイルを主骨格とするシリコーンオイル、 アミノ当 量 = 830、 25 °Cにおける粘度 = 70 mm2/ s) 15質量部とアミノシラン カツプリング剤 2質量部で同時に処理したものであり、 透過率 80 %の時のメ タノール濃度が 69%の疎水性シリカ微粉末である。 このようにして得られた 現像剤の物性を表 3に示す。 また実施例 1と同様の試験をした結果を表 4〜 6 に示す。
【化 5】
Figure imgf000054_0001
[実;^例 6]
表 3に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 1参照、 ワックスに関しては表' 2 参照) とした以外は実施例 1と同様に現像剤 6を作製した。 尚、 複核形状の磁 性酸化鉄粒子は、 実施例 5で用いたものである。 このようにして得られた現像 剤の物性を表 3に示す。 また実施例 1と同様の試験をした結果を表 4 6に示 す。
[実施例 7]
表 3に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 1参照、 ワックスに関しては表 2 参照) とし、 ワックス aを 2部とワックス bを 4部用いた以外は実施例 iと同 様に現像剤 7を作製した。 尚、 無機微粉末としてアルミナ粒子に代えて用いた 酸化亜鉛粒子は、 '実施例 3で用いたものである。 このようにして得られた現像 剤の物性を表 3に示す。 また実施例 1と同様の試験をした結果を表 4〜 6に示 す。
[比較例 1〜 5 ]
表 3に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 1参照、 ワックスに関しては表 2 参照) で、 実施例 1と同様に現像剤 8〜1 2を作製した。 このようにして得ら れた現像剤の物性を表 3に示す。 また実施例 1と同様の試験をした結果を表 4 〜6に示す。 尚、 荷電制御剤 Cはニグ口シンである。 また、 無機微粉末として アルミナ粒子に代えて用いた酸ィ匕チタン粒子は、 p H= 4の時のゼータ電位が 2. ImVであり、 BET比表面積が 10 Om2/gのものである。 更に、無機 微粉末としてアルミナ粒子に代えて用いたシリカ粒子は、 p'H==4の時のゼー タ電位が一 9. 5mVであり、 B ET比表面積が 5 Om2Zgのものである。
【表 1】
Figure imgf000055_0001
【表 2】 最大吸熱ピーク 数平均 重量平均 種類
温度 CC) 分子量 分子量 ワックス a パラフィンワックス 75 800 1100 フィッシヤートロプシュ
ワックス' b 101 ' 1500 2500 ワックス
高級アルコールワックス
ワックス c 100 1000 1800
(水酸基価: 70)
【表 3】
n
Figure imgf000057_0001
尚、 比較例 2.の遊離率に関しては、 シリカ微粉末 aを添加しない以外は同様にして調製したサンプルを用いて測定を行った。
【表 4】 f¾温 32Τ:/8(ΜΗ)下における評価結果
Figure imgf000058_0001
【表 5】
常温常湿 (23°C/60%RH)下における評価結果 初期 20万枚耐久後 画質 消費量 ライン幅 '空回転 画像濃度 カプリ 画像濃度 カプリ ランク (mg/枚) (μ m) 試験 実施例 1 1.42 1.1 1.40 1.5 A 40.9 181 A 実施例 2 1.43 1.0 1.41 1.2 A 42.1 185 A 実施例 3. 1.41 1.0 1.40 1.1 A 43.8 188 A 実施例 4 1.41 1.5 1.40 .1.6 A 40.4 183 A 実施例 5 1.44 1.3 1.40 2.0 A 44.1 180 B 実施例 § 1.42 1.2 1.41 1.5 B 46.8 195 B 実施例 7 1.40 1.5 1.37 1.7 B 44.8 178 A 比較例 1 1.38 1.8 1.32 2.1 C 47.5 161 C 比較例 2 1.34 1.7 1.27 3.1 C 52.1 , 205 C 比較例 3 .1.40 0.9 1.39 1.1 B 48.3 175 C 比較例 4 1.41 1.0 1.37 1.3 C 45.1 170 C 比較例 5 1.35 ' 1.9 1.22 2.2 C 44.5 145 B 【表 6】
常温低湿 (23°C/5¾RH)下における評価結果
Figure imgf000059_0001
<低分子量成分 (E— 1) の製造例〉
四つ口フラスコ內にキシレン 300質量部を投入し、 撹拌しながら容器内を 充分に窒素で置換した後、 昇温して還流させる。
この還流下で、 スチレン 75. 0質量部、 アクリル酸一 n_ブチル 25. 0 質量部及ぴジ一 t e r t一ブチルパーォキサイド (開始剤 1) 2. 0質量部の 混合液を 4時間かけて滴下した後、 2時間保持し重合を完了し、 低分子量重合 体溶液 (E—1) を得た。.
<低分子量成分 (E— 2) の製造例〉
スチレン 79. 0質量部、 アクリル酸 _n—ブチル 21. 0質量部、 開始剤 1を 1. 0質量部用いて低分子量成分 E— 1の製造例と同様に重合を行い、 低 分子量重合体溶液 E— 2を得た。
く低分子 ί成分 ( E— 3 ) の製造例 >
スチレン 77. 0質量部、 アタリル酸— n -プチル 23. 0質量部、 開始剤 1を 2. 0質量部用いて低分子量成分 E—1の製造例と同様に重合を行い、 低 分子量重合体溶液 E— 3を得た。 <低分子量成分 (E— 4) の製造例 > ' スチレン 72. 0質量部、 アクリル酸 _n—ブチル 24. 0質量部、 アタリ ル酸 4. 0質量部、 開始剤 1を 2. 0 量部用いて低分子量成分 E— 1の製造 例と同様に重合を行い、 低分子量重合体溶液 E— 4を得た。
<低分子量成分 (E— 5) の製造例. >
スチレン 74. 0質量部、 アクリル酸一 n—ブチル 24. 0質量部、 開始剤 1を 1. 5質量部用いて低分子量成分 E— 1の製造例と同様に重合を行い、 低 分子量重合体溶液 E— 5を得た。
<高分子量成分 (D—1) の製造例 >
四つ口フラスコ内にキシレン 300質量部'を投入し、 撹拌しながら容器内を 充分に窒素で置換した後、 昇温して還流させる。
この還流下で、まず、スチレン 80. 0量部、ァクリル酸一 n—ブチル 16. 0質量部及ぴ 2, 2—ビス (4, 4—ジー t e r t—ブチルパーォキシシクロ へキシル) プロパン (開始剤 2) 2. 0質量部、 メタクリル酸 5. 0質量部の 混合液を 4時間かけて滴下する。 全てを滴下した後、 2時間保持し重合を完了 し、 高分子量成分 (D— 1) 溶液を得た。
<高分子量成分 ( D— 2 ) 'の製造例 >
スチレン 81. 0質量部、 アクリル酸 _n—ブチル 16. 0質量部、 開始剤 2を 2. 0質量部及びメタクリル酸 4. 0質量部の混合液を用いて高分子量成 分 D— 1の製造例と同様に重合を行い、 高分子量成分 (D— 2) 溶液を得た。
<高分子量成分 (D— 3) の製造例〉
スチレン 79. 0質量部、 アタリル酸ー n—ブチル 16. 0質量部.、 開始剤 2を 2. 0質量部及ぴメタクリル酸 6. 0質量部の混合液を用いて高分子量成 分 D— 1の製造例と同様に重合を行い、 分子量成分 (D— 3) 溶液を得た。
<高分子量成分 (D— 4) の製造例〉
スチレン 82. 0質量部、 アクリル酸一 n—ブチル 17. 5質量部、 ジビニ ノレベンゼン 0. 6質量部、 開 剤 2を 0. 4質量部及ぴマレイン酸モノ rl—ブ チル 2. 0質量部の混合液を用いて高分子量成分 D— 1の製造例と同様に重合 を行い、 高分子量成分 (D— 4) 溶液を得た。
く高分子量成分 (D— 5) の製造例 >
四つ口フラスコ内に脱気水 180質量部とポリビニルアルコールの 2質 量%水溶液 20質量部を投入した後、 スチレン 73. 0質量部, アクリル酸一 n—プチル 23. 0質量部, マレイン酸モノ n—プチル 7. 0質量部, ジビニ ルべンゼン 0. 005質量部 , 及ぴ開始剤 2を 0. 8質量部の混合液を加え、 撹拌し懸濁液とした。
フラスコ內を充分に窒素で置換した後、 85°Cまで昇温して、 重合を開始し た。 同温度に 24時間保持した後、 ベンゾィルパーオキサイド (半減期 10時 間温度; 72°C) 0. 1質量部を追加した。 さらに、 12時間保持して重合を 完了した。その後、該高分子量重合体を濾別し、水洗,乾燥し高分子量成分(D -5) を得た。
く高分子量成分 (D— 6) の製造例 >
スチレン 76. 0質量部、 アクリル酸一 n—ブチル 26. 0質量部、 ジビニ ルベンゼン 0. 005質量部、 開始剤 2を 1. 0質量部及ぴメタクリル酸 7 · 0質量部の混合液を用いて高分子量成分 D— 1の製造例と同様に重合を行い、 高分子量成分 (D— 6) 溶液を得た。
く高分子量成分 (D— 7) の製造例〉
高分子量成分 (D— 5) の製造例と同様にスチレン 70. 0質量部, アタリ ル酸一 n—プチル 24. 0質量部, マレイン酸モノ n—プチル 4. 0質量部, ジビュルベンゼン 0. 005質量部及び開始剤 2を 1. 5質量部用いて高分子 量成分 (D— 7) を得た。
く結着樹脂 (F— 1) の製造 >
四つ口フラスコ内に、 上記低分子量成分 (E— 1) のキシレン溶液 200質 量部 (低分子量成分 6 o質量部相当) を投入し、 昇温して還流下で撹拌1 る。 一方、 別容器に上記高分子量成分 (D— 1) 溶液 200質量部 (高分子量成分 40質量部相当) を投入し、 還流させる。 上記低分子量成分 (E— 1) 溶液と 高分子量成分 (D— 1) 溶液を還流下で混合した後、 有機溶剤を留去し、 得ら れた樹脂を冷却、 固化後粉碎する。 この低分子量成分と高分子量成分の混合物 95質量部とグリシジル基含有ビニル樹脂 (スチレンーァクリル酸グリシジル 共重合体、 重量平均分子量: 14000、 エポキシ価: 0. 1 e q/k g) 5 質量部をヘンシェルミキサーにて混合後、 2軸押出機にて 200°Cで架橋反応 後、 l°C_ m i nの冷却速度で冷却し、 その後粉碎して結着樹脂 (F— 1) を 得た。
<結着樹脂 (F— 2)、 (F— 3) の製造〉
上記高分子量成分 (D— 2)、 (D— 3) を用い、 結着樹脂 (F— 1) の製造 例と同様にして結着樹脂 (F— 2)、 (F— 3) を得た。
<結着樹脂 (F— 4) の製造〉
四つ口フラスコ内に、 上記低分子量成分 (E— 2) のキシレン溶液 200質 量部 (低分子量成分 70質量部相当) を投入し、 昇温して還流下で撹拌する。 そのフラスコ内に上記高分子量成分 (D— 4) 30質量部を投入し、 還流させ る。 上記低分子量成分 (E— 2) 溶液と高分子量成分 (D— 4) を還流下で混 合した 、 有機溶剤を留去し、 得られた樹脂を冷却、 固化後粉砕して結着樹脂 (F-4) を得た。
く結着樹脂 (F— 5) の製造〉
上記低分子量成分 (E— 3) のキシレン溶液 200質量部 (低分子量成分 8 0質量部相当)及び上記高分子量成分(D— 5) 20質量部を用い結着樹脂(F —4) の製造例と同様にして結着樹脂 (F—5) を得た。
く結着樹脂 (F— 6) の製造〉
上記低分子量成分 (E— 4) のキシレン溶液 200質量部 (低分子量成分 8 0質量部相当)及び上記高分子量成分(D— 6) 20質量部を用い結着樹旨(F 一 4) の製造例と同様にして結着樹脂 (F— 6) を得た。
く結着樹脂 (F-7) の製造〉
上記低分子量成分 (E— 5) のキシレン溶液 200質量部 (低分子量成分 7 0質量部相当)及び上記高分子量成分(D— 7) 30質量部を用い結着樹脂(F -4) の製造例と同様にして結着樹脂 (F— 7) を得た。
上記結着樹脂 (F— 1) 〜 (F— 7) の酸価、 ピーク分子量等の物性を表 7に示す。
<酸化マグネシゥム微粉末 1の製造例 >
予め精製処理を施した水溶性マグネシウム塩 1当量に対しアル力リ性物質 を 0. 90当量を、 30°Cで混合して反応させ、 その後反応物を反応母液とと もに約 60 k g / c m2の加圧下で 100 °Cで約 4時間加熱させて水酸化マグ ネシゥムを得た。 この水酸化マグネシゥムをカンタル炉で 1450 °Cで 3時間 焼成した。 焼成物を気流分級機構のついた粉砕機を用いて粉砕、 分級を行い酸 化マグネシクム微粉末 1を得た。 得られた酸化マグネシゥム微粉末 1の物性値 を表 8に示す。 · .
<酸化マグネシゥム微粉末 2の製造例 >
酸ィ匕マグネシゥム微粉末の製造例 1において、 焼成時間を 2時間とする以外 は製造例 1と同様にして酸化マグネシウム微粉末 2を得た。 得られた酸化マグ ネシゥム微粉末 2の物性値を表 8に示す。 '
く酸化マグネシゥム微粉末 3の製造例 >
酸化マグネシウム微粉末の製造例 1において、 焼成温度を 1150°Cとする 以外は製造例 1と同様にして酸化マグネシウム微粉末 3を得た。 得られた酸化 マグネシゥム微粉末 3の物性値を表 8に示す。
く酸化マグネシゥム微粉末 4の製造例 > '
酸化マグネシウム微粉末の製造例 1において、 焼成温度を 1750°Cとする 以外は製造例 1と同様にして酸ィ匕マグネシウム微粉末 4を得た。 得られ 酸化 マグネシゥム微粉末 4の物性値を表 8に示す。
<酸化マグネシゥム微粉末 5の製造 > .
酸化マグネシウム微粉末の製造例 1において、 アル力リ性物質を 0 · 7 0当 量添加する以外は製造例 1と同様にして酸化マグネシウム微粉末 5を得た。 得 られた酸ィヒマグネシウム微粉末 5の物性値を表 8に示す。
<酸ィ匕マグネシゥム微粉末 6の製造例 >
酸化マグネシウム微粉末の製造例 1において、 焼成温度を 1 7 5 0 °Cとし、 焼成時間を 2時間とする以外は製造例 1と同様にして酸化マグネシウム微粉 末 6を得た。 得られた酸化マグネシゥム微粉末 6の物性値を表 8に示す。
く酸化マグネシゥム微粉末 7の製造例 >
酸化マグネシゥム微粉末の製造例 6において、 アル力リ性物質を 0 . 6 0当 量添加する以外は製造例 6と同様にして酸ィ匕マグネシウム微粉末 7を得た。 得 られた酸ィヒマグネシゥム微粉末 7の物性値を表 8に示す。
く酸化マグネシウム微粉末 8の製造例 >
酸ィ匕マグネシウム微粉末の製造例 3において、 マグネシウム源として海水、 アルカリ源として生石灰を用いた以外は同様にして海水法酸化マグネシウム 微粉末 8を得た。 獰られた物性値を表 8に示す。
<酸化マグネシゥム微粉末 9の製造例 >
酸ィヒマグネシウム微粉末 9として気相酸化法マグネシア (宇部マテリアルズ 社製 5 0 O A) を用いた。
本発明で用いた酸化マグネシウム微粉末 1 9は、いずれも C u Κ α特性 X 線回折におけるブラッグ角 (2 0 ± 0 . 2 d e g ) の 4 2 . 9 d e gにピーク を有するものであった。 酸ィ匕マグネシゥム微粉末:!〜 9の物性値を表 8に示す。
[実施例 8 ]
•結着樹脂 F— 1 1 0 0質量部 •磁性酸化鉄粒子 (八面体, 個数平均粒径: 0. 20 μ m) 90質 部 'ワックス b (フィッシャートロプシュワックス) 4質量部
•前記荷電制御剤 A (トリフヱニルメタンレーキ顔料) .2質量部 上記材料をへンシ-ルミキサ一で前混合した後、 二軸混練押し出し機によつ て、 溶融混練した。 得られた混練物を冷却し、 ハンマーミルで粗粉砕した後、 ジヱット気流を用いた微粉砕機で粉砕し、 得られた微粉碎粉末をコアンダ効果 を利用した多分割分級機を用いて分級し、 トナー粒子を得た。 このトナー粒子 のゼータ電位を測定したところ、 分散液の pHは 4であり、 ゼータ電位の値は 41. OmVであった。
このトナー粒子 100質量部に対して、 下記外添剤をヘンシェルミキサーを 用いて条件 1 (1 700 r pm、 5分) で外添混合し、 目開き 150 μπιのメ ッシュで篩い現像剤 13を得た。 現像剤の内添処方及ぴ物性を表 9に記す。
•酸ィ匕マグネシゥム微粉末 1を 0. 2質量部
'前記疎水性シリカ微粉末 aを 0. 8質量部 :
•実施例 1で用いたチタン酸ストロンチウムを 3. 0質量部
この現像剤 13を市販の複写機 ( i R— 105、 キャノン製) を 1. 3倍の プリントスピードに改造し、 23°C, 5-%RHの環境と 23°C, 60%RHの 環境と 30° (:, 80%RHの環境で印字比率 4%のテストチャートを用いて 2 5万枚の連続プリントを行つた。
画像濃度の評価
画像濃度はマクベス濃度計(マクベス社製)で S P Iフィルターを使用して、 反射濃度測定を行い、 5 mm角の ®像を測定した。 この評価を、 初期、 25万 枚時に行つた。 その評価結果を表 10〜: 1 2に示す。
カプリの評価
カプリは反射濃度計 (リフレクトメーター、 モデル TC—6DS、 東京電色 社製) を用いて行い、 画像形成後の白地部反射濃度最悪値を D s、 画像形成前 •の転写材の反射平均濃度を D rとし、 D s — D rをカプリ量としてカブ ¾の評 価を行った。 この評価を、 初期、 2 5万枚時に行った。 その評価結果を表 1 0 〜 1 2に示す。 .
尾引きの評価
尾引きの評価は各環境において、 初期と 2 5万枚画出し後、 上記画出し試験 機を用いてライン幅を 1 7 0 μ πιに合わせた条件で 4 ドットの横ラインを 1 5 ドットのスペースに印字したパターンを画出しした。 その画像を光学顕微鏡 で 1 0 0倍に拡大し、 拡大された像において 2 . 5 mm四方に観察される 3本 の横ライン上で尾引きが生じた数を数えた。
A:発生なし
B : 3個未満
C : 3〜 7個未満
D : 7〜: I 5個未満
E : 1 5個以上
[実施例 9、 1 0 ]
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7、 ワックスに関しては表 2、 酸 化マグネシウムに関しては表 8参照) とした以外は実施例 8と同様に現像剤 1 4 , 1 5を作製した。 現像剤 1 4、 1 5に含有されるトナー粒子を水に分散さ せ、 分散液の p Hを測定したところ p H= 4であった。 このようにして得られ た現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様の試験をした結果を表 1 0 〜 1 2に示す。
尚、 以降の実施例 1 1〜1 7、 比較例 6〜9にかかるトナー粒子を水に分散 させた際の分散液の p Hはいずれも 4であった。
[実施例 1 1 ]
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7、 ワックスに関しては表 2、 酸 化マグネシゥムに関しては表 8参照) とした以外は実施例 8と同様に現像剤 1 ' 6を作製した。 尚、 複核形状の磁性酸ィ匕鉄粒子は、 実施例 5で用いたも であ る。 このようにして得られた現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様 の試験をした結果を表 1 0〜 1 2に示す。
[実施例 1 2 ] '
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7、 ワックスに関しては表 2、 酸 化マグネシウムに関しては表 8参照) とし、 ヘンシェルミキサーによる外添条 件を条件 2 ( 1 3 0 0 r p m、 1分) にした以外は実施例 8と同様に現像剤 1 7を作製した。 尚、 複核形状の磁性酸ィ匕鉄粒子は、 実施例 5で用いたものであ る。 このようにして得られた現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様 の試験をした結果を表 1 0〜: 1 2に示す。
[実施例' 1 3 ]
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7、 ワックスに関しては表 2、 酸 化マグネシウムに関しては表 8参照) とし、 ヘンシェルミキサーによる外添条 件を条件 3 ( 2 0 0 0 r p m、 8分) にした以外は実施例 8と同様に現像剤 1 8を作製した。 尚、 複核形状の磁性酸化鉄粒子は、 実施例 5で用いたものであ る。 このようにして得られた現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様' の試験をした結果を表 1 0〜: 1 2に示す。
. [実施例 1 4 ]
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7、 ワックスに関しては表 2、 酸 化マグネシウムに関しては表 8参照) とし、 ワックス aを 4部とワックス bを 2部用いた以外は実施例 8と同様に現像剤 1 9を作製した。 このようにして得 られた現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様の試験をした結果を表 1 0 ~ 1 2に示す。
[実施例 1 5 ]
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7、 ワックスに関しては表 2、 酸 化マグネシウムに関しては表 8参照) とした以外は実施例 8と同様に現像剤 2 0を作製した。 尚、 複核形状の磁性酸ィ匕鉄粒子は、 実施例 5で用いたも であ る。 このようにして得られた現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様 の試験をした結果を表 10〜 12に示す。
[実施例 16 ]
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7、 ワックスに関しては表 2、 酸 化マグネシウムに関しては表 8参照) とした以外は実施例 8と同様に現像剤 2 を作製した。 尚、 複核形状の磁性酸ィ匕鉄粒子は、 実施例 5で用いたものであ る。 このようにして得られた現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様 の試験をした結果を表 10〜: L 2に示す。
[実施例 1 7]
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7.、 ワックスに関しては表 2、 酸 化 +グネシゥムに関しては表 8参照) とした以外は実施例 8と同様に現像剤 2 2を作製した。 尚、 複核形状の磁性酸ィ匕鉄粒子は、 実施例 5で用いたものであ る。 このよう-にして得られた現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様 の試験をした結果を表 10〜: 12に示す。
[比較例 6〜 9 ]
表 9に記載の処方 (結着樹脂に関しては表 7、 ワックスに関しては表 2、 酸 化マグネシウムに関しては表 8参照) とした以外は、 実施例 8と同様に現像剤 23〜? 6を作製した。 このようにして得られた現像剤の物性を表 9に示す。 また実施例 8と同様の試験をした結果を表 10〜: I 2に示す。 尚、 球形の磁性 体としては、 個数平均粒径が 0. 2 O^mのものを用いた。 酸ィヒ錫微粉末とし ては、 粒径が 0. 30 μπι、 等電点が 6. 6、 ρ Η= 4の時のゼータ電位が一 12. lmVであり、 BET比表面積が 35. 0 m2/ gのものを用いた。 酸化 チタン微粉末としては、 粒径が 0. 27μιη、 等電点が 5. 0、 ρΗ=4の時 のゼータ電位が 1. 5mVであり、 BET比表面積が 7. lm2/gのものを用 【表 7】
Figure imgf000069_0001
【表 8】
酸化マグネシウム微粉末 1 2 3 4 5 6 7 8 9
X線ピーク半値幅 (deg) 0.274 0.321 0.295 0.302 0.269 0.314 0.342 0.416 0.372
MgO含有量 (質量 ¾) 99.98 98.50 99.98 99.98 99.98 99.20 98.20 97.98 99.98 体積平均粒径 m) 1.1 1.3 0.3 1.8 1.2 1.4 1.4 0.52 0.05
1/2倍径以下の累積値 (体積 5.1 6.2 6.1 8.6 6.7 6.7 6.7 10.2 5.1
2倍径以上の累積値 (体積 « 5.8 6.6 6.4 8.2 6.3 6.3 6.3 11.3 5.3 等電点 13.0 12.8 13.1 12.3 9.2 13.6 8.4 12.3 12.5 pH4におけるゼータ電位 (mV) 41.5 38.9 40.2 40.5 37,2 39.5 36.8 35.2 40.0
BET比表面積 (m2/g) 3.7 3.2 3.5 3.1 3.4 3.1 1.2 24 33.4
【表 9】 実施例 8 実施例 9 実施例 10 実施例 1 1 実施例 12 実施例 13 実施倒 14 実施例 15 実施例 1 6 実施例 17 比較例 6 比較例 7 比較例.8 比較例 9 現像剤 No. 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 結着榭脂 F-1 F-2 F - 2 F-3 F-3 F-4 F-5 F-4 F-1 F-1 F - 1 F-6 F-7 F-4 荷電制御剤 A A A B . B B A B B B A C B A ワックス b b b b a a a/b c a a b a a c 磁性酸化鉄粒子 八面体 八面体 八面体 複核 複核 複核 八面体 複核 複核 複核 八面体 八面体 球形 八面体 トナ一粒子のゼータ電位 (mV) 41.0 40.1 40.1 41.8 41.8 38.2 45.2 38.2 41.0 41.0 41.0 48.2 39.0 38.2 酸化マグネシウム 種類 1 2 3 4 1 1 5 6 7 9 - 8 (Sn02) (Ti02) 微粉末 添力。量 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5 0.05 0.05 - 0.5 (2.5) (1.5)
' 外添条件 1 1 1 1 2 3 1 1 1 1 1 2 1 1 酸化マグネシウム微粉末の
3.0 3.2 3.1 3.3 3.9 0.5 3.1 3.4 3.4 1.2 一 4.5 (4.1) (4.2) 遊離率 (%)
最大圧密応力
2.4 2.0 2.2 1.4 1.1 2.1 2.1 1.9 1.6 2.5 2.8 1.1 2.6 3.3 5kPa時
単軸崩壊 fc力 最大圧密応力
3. 4.5 5.2 5.1 • (kPa) 6, 4.0 4.1 3.8 3.9 4.3 3.7 4.1 4.2 4.5 4.8
15kPa時
最大圧密応力
4.2 5.0 5.1 5.0 5.3 5.4 4.5 5.2 5.5 5.5 5.8 6.2 6.5 6.0 20kPa時
ピーク粒度 (X) 6.30 6.41 6.41 6.28 6.28 6.51 6.62 6.51 6.30 6.30 6.30 5.92 6.12 6.51 半値幅 (Y) 3.82 3.93 3.93 4.01 4.01 3.90 4.12 3.90 3.82 3.82 3.82 4.32 4.21 3.90 酸価 (mgK0H/g) 6.2 2.0 2.8 8.2 9.2 0.8 18.2 0.7 5.4 5.4 6.3 23.5 1.1 0.7
THF不溶分 (質量 %) 38.0 41.1 41.1 37.6 37.6 30.5 41.2 30.5 38.0 38.0 38.0 36.5 43.2 . 30.5
THF可溶分の
13100 13000 12900 13100 13000 16200 16000 16100 13000 13000 13100 16000 16100 16000 メインピーク分子量
THF可溶分の分子量 10万以下の
83
含有量 (質量 82 82 84 83 78 73 77 81 81 83 78 64 80
【表 10 温 fSil( 30で/80» 下における^価結果
Figure imgf000071_0001
【表 1 1】
常温常湿(23°C/60¾RH)下における評価結果 初期 2 5万枚耐久後 画像濃度 ,カプリ . 尾引き 画像濃度 カプリ 尾引き 実施例 8 1. 3 1.1 A 1.42 1.2 A 実施例 9 1.42 1.3 B 1.41 1.5 B 実施例 1 0 1.42 1.3 A 1.40 1.5 B 実施例 1 1 1.42 1.5 A 1.40 1.4 B 実施例 1 2 1.43 1.5 A 1.40 1.6 B 実施例 1 3 1.43 1.3 B 1.39 1.4 C 実施例 14 1. 2 1.7 A ' 1.40 1.9 B 実施例 1 5 1.42 1.4 B 1.39 1.5 B 実施例 16 1.43 1.8 B 1.37 2.0 C . 実施例 1 7 1.41 1.9 B 1.36 1.9 ' C 比較例 6 1.39 1.8 E 1.36 2.1 E 比較例 7 1.37 2.1 D 1.32 2.7 E 比較例 8 1.34 2.5 E 1.29 2.9 E 比較例 9 1.36 2.7 D 1.31 3.1 E 【表 1 2】
常温低湿 (23°C/5%RH)下における評価結果
Figure imgf000072_0001
[実施例 1 8 ]
市販のデジタル複写機 i R I O 5 (キャノン製) の転写装置周辺部を図 5に 示した転写ベルト型に改造し、 感光体を下記の感光体 1に交換し、 マシン本体 のプロセススピードを 6 6 O mm/ s e cになるように改造し使用した。 プリ ントスピードは 1 1 0 c p mとした。
感光体 1 :円筒状アルミニウム基体上に、 ホウ素をドープした a—S i : H 膜で構成された電荷注入阻止層、 ホウ素をドープした a— S i : H膜で構成さ れた光導電層、 シリコンと炭素からなるシリコン膜 ( a - S i C: H) で構成 された表面保護層を積層した外径 1 0 8 mmの正帯電性の a— S i系感光体 本実施例において、 現像工程は i R 1 0 5に搭載の現像器を用い、 磁性一成 分ジヤンピング現像方式により感光体 1 1上の静電潜像を反転現像する方式 を採用した。 ·
転写ベルトの表層材質にはクロロプレンゴムを用い、 感光体に対する転写べ ルトの侵入量 iを 3 %に設定した。 またバイアスローラには、 トナーの帯電極 性と逆極性のバイアスを印加した。
尚、 図 5に示す転写装置の概略図では、 説明の簡略化のため、 転写ベルト 1 2を感光体 11に対して常に圧接させる構造としたが、 画像形成装置が 動動 作中、 及び停止動作中は離間している。 また、 本実施例では、 転写ベルトの周 速度は感光体の周速度と同じ設定とした。 図 5において、 符号 11は潜像保持 体 (感光体)、 符号 12は転写ベルト、 符号 13は駆動ローラー、 符号 14は 従動ローラー、 符号 15はバイアスローラ、 符号 16は高圧電源、 符号 17は クリーニングバックアップローラ、 符号 18はファーブラシ、 符号 19は転写 材である。
現像剤 1を用い、 23°C/5ひ%1 «:環境、 23°C 5%RH環境、 そして 32°C/90 % R H環境の順で画像比率 4 %の文字画像を A 4横送りで各 3 00, 000枚連続でプリントする耐久試験を実施した。 その結果、 いずれの 環境下においても、 転写ベルト汚染が良好に抑制されており、 転写品質 (転写 中抜け、 転写不良、 転写ズレ) に関しても優れた結果が得られた。
この出願は 2004年 11月 19日に出願された日本国特許出願番号 第 2004— 335421及ぴ 20.04年 1 1月 19日に出願された日 本国特許出願番号第 2004— 335385から 優先権を主張するも のであり、 その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 結着樹脂、 磁性酸ィヒ鉄を少なくとも含有する正帯電性トナー粒子を少 なくとも有する正帯電性現像剤であって、
該現像剤の最大圧密応力 5.0 k P a時における単軸崩壊応力(U5kPa)が、 0. 1 k P a≤U5kPa≤ 2. 5 k P a
であり、 該現像剤の最大圧密応力 20. 0 k P a時における単軸崩壊応力 (U
20 k P ) 、
2. 5 k P a≤U2kPa≤ 5. 5 k P a
であることを特徴とする正帯電性現像剤。
2. 該現像剤が、 該正帯電性トナー粒子に無機微粉末を外添したものであ ることを特徴とする請求項 1に記載の正帯電性現像剤。
3. 前記無機微粉末は、 酸化亜鉛、 アルミナ、 酸化マグネシウムから選ば れる少なくとも一種の酸化物の微粉末であることを特徴とする請求項 2に記 載の正帯電性現像剤。 .
4. 該無機微粉末が、 酸化マグネシウム微粉末であり、 且つ該酸化マグネ シゥム微粉末が、 C u Kひ特性 X線回折におけるブラッグ角 (20 ± 0. 2 d e g)の 42. 9 d e gにピークを有する結晶系であり、且つ該ブラッグ角(2 0 ±0. 2 d e g) =42. 9 d e gにおける X線回折ピークの半値幅が 0. 40 d e g以下であることを特徴とする請求項 3に記載の正帯電性現像剤。
5. 該酸化マグネシウム微粉末の体積平均粒径 (A) 、
Figure imgf000074_0001
であり、 該体積平均粒径の 1ノ 2倍径以下の粒径を有する酸ィ匕マグネシウム微 粉末の体積分布累積値が 10体積%以下、 該体積平均粒径の 2倍径以上の粒径 を有する酸化マグネシウム微粉末の体積分布累積値が 10体積%以下の粒度 分布であることを特徴とする請求項 4に記載の正帯電性現像剤。
6. 該酸化マグネシゥム微粉末の等電点が 8〜 14であることを特 とす る請求項 4又は 5に記載の正帯電性現像剤。
7 - 該酸化マグネシゥム微粉末の比表面積が 1. 0〜· 15. 0 m2/ gであ ることを特徴とする請求項 4〜 6のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
8. 該酸化マグネシゥム微粉末中の M g O含有量が 98. 00 %以上であ ることを特徴とする請求項 4〜 7のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
9. 該無機微粉末の含有量 (B) 現像剤全体を基準として、
0. 01質量%≤B≤ 2. 00質量%
であることを特徴とする請求項 2〜 8のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
10. 該無機微粉末の遊離率 (C) 力
0. 1 %≤C≤ 5. 0%
であることを特 ί敷とする請求項 2〜 9のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
1 1. 該正帯電性トナー粒子を水中に分散させた分散液の ρ Ηにおける該 正帯電性トナー粒子のゼータ電位と、 同 ρ Ηにおける該無機微粉末のゼータ電 位との差が 4 OmV以下であることを特徴とする請求項 2〜10のいずれか に記載の正帯電性現像剤。
12. 該現像剤が、 無機微粉末の他にシリカ微粉末を含有することを特徴 とする請求項 3〜 1 1に記載の正帯電性現像剤。
13. 該シリカ微粉末のメタノール /水混合溶媒に対する濡れ性を 780 n mの波長光の透過率で測定した場合、 透過率が 80 %のときのメタノール濃 度 (D) が、
65体積0 /0≤D≤ 80体積0 /0
であることを特徴とする請求項 12に記載の正帯電性現像剤。
14. 該現像剤の酸価 (Dav) 力
0. 5mg KOH/g≤Dav≤ 20. OmgKOH/g
であることを特徴とする請求項 2〜 1 3のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
15. 該現像剤のコールターカウンターによって 256チャンネル ·½測定 された個数基準の粒度分布において、 ピーク粒度 Xに対する半値幅 Yが下記式 を満足することを特徴とする請求項 1〜 14のいずれかに記載の正帯電性現 像剤。
2. 06 XX- 9. 0≤Y≤ 2. 06 ΧΧ— 7. 5
16. 該現像剤中の THF可溶分のゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ ィー (GPC) により測定される分子量分布において、 分子量 3000以上 3 0000以下の領域にメインピークが存在し、 分子量 10万以下のピーク面積 が全体のピーク面積に対して 7◦質量%以上であることを特徴とする請求項 1〜 1 5のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
1 7. 該現像剤をテトラヒドロフラン (THF) によるソックスレー抽出 ' により.1 6時間抽出した時の該結着樹脂成分の THF不溶分が、
0. 1質量%≤1:11?不溶分≤ 50. 0質量%
であることを特徴とする請求項 1〜 16のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
18. 該結着樹脂が、 少なくともスチレン系共重合樹脂を有することを特 徴とする請求項 1〜 17のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
1 9. 該現像剤が、 荷電制御剤を有し、 該荷電制御剤が少なくともトリフ ェ-ルメタン化合物、 四級アンモニゥム塩のうちの一種であることを特徴とす る請求項 1〜 18のいずれかに記載の正帯電性現像剤。
20. 該磁性酸化鉄が、 八面体形状及び Ζ又は複核形状を有することを特 徴とする請求項 1〜 19のいずれかに記載の正帯電性現像剤。 '
21. 該磁性酸化鉄粒子の含有量 (Ε) 力 結着樹月旨 100質量部に対し て、
20'質量部≤Ε≤200質量部
含有されることを特徴とする請求項 1〜 20のいずれかに記載の正帯電性現 像剤。
2 2 . 潜像保持体上に形成された静電荷潜像を、 現像剤担持体上に 成さ れる現像剤層により現像して現像剤画像を形成する現像工程を少なくとも有 する画像形成方法であって、 .
現像剤層が形成された状態における該現像剤担持体にかかるトルク (T)力 0 . 1 N · m≤T≤ 5 0 N · m '
であり、
該現像剤が、 請求項 1乃至 2 1のいずれか 1項に記載の正帯電性現像剤であ る、 ことを特徴とする面像形成方法。
2 3 . 該潜像保持体は、 導電性基体と、 該導電性基体上に少なくともァモ ルファスシリコンを含む光導電層、該光尊電層上にァモルファスシリコン及び ィドを含む表面保護層を備えることを特徴とする請求項 2 2に記載の画像形 成方法
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